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Previous issue date: 2015-05-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The species of the Amazon region named andiroba (Carapa guianensis Aubl and Carapa surinamensis Miq) are trees of multiple use, extensively exploited due to their timber and the seed oil, used in phytopharmaceutical products and cosmetics. The seeds are recalcitrant and have slow germination, characteristics which difficult plant propagation and seed trade. The present study aimed to determine the cardinal temperatures of seed germination on several germination criteria observable during initial development, to verify a possible retardation of the germination process by the mechanical resistance of the seed coat and to develop a protocol on tetrazolium staining of the viable seeds, for future physiological studies or seed quality assessment. The dissertation is divided into three chapters: the first and second deal with temperature effects (10 - 40° C) on seed germination and initial plant development of C. surinamensis and C. guianensis, respectively. Here data collected during this master thesis were accomplished with previous results for consolidation. All seeds were collected in forest plantations in the North of Manaus, owned by the Brazilian National Institute for Amazon Research. Seed germination tests of C. surinamensis were done with intact seeds and after removal of the seed coat. Tests of C. guianensis were only done with seeds without seed coat. Germination tests were conducted in chambers with constant temperature (± 1° C) and photoperiod of 12 h. Germination was assessed with three germination criteria (plant development stages): (1) radicle length ≥ 0.5 cm; (2) epicotyl length ≥ 1 cm and (3) epicotyl length ≥ 5 cm. For C. surinamensis all three germination criteria were assessed and for C. guianensis the first and third. The experimental design was completely randomized with four replicates of 20 seeds at each temperature. Data were analyzed for distinct collections by joint variance analysis and simple ANOVA; the comparison of the means at 5% was done by Tukey test. The seeds of C. surinamensis had between 15 and 35° C a high germination percentage. The minimum germination temperature of all three criteria laid between 10 and 15° C. For the radicle the maximum temperature was above 40 ºC, and for both epicotyl lengths between 35 and 40 °C. The germination speed indicated the temperature of 30 ºC as optimum for all criteria. Seed coat removal reduced the time period for radicle protrusion, at the optimum temperature, from 44 to 23 days. The seeds of C. guianensis had a high germination percentage and no significant difference between 15 and 30° C for the radicle protrusion, however the elongation of the epicotyl was restricted to temperatures between 25 and 30° C. Minimum temperatures were similar to those of C. surinamensis and the maximum temperature was between 35 and 40° C for both germination criteria. An optimum temperature of 30 °C was suggested by the germination speed index, for two seed collections from different years. However the results should be confirmed. In the third chapter a protocol for tetrazolium staining was elaborated and validated with germination tests for both species (C.guianensis and C. surinamensis). In a first step the staining intensity was evaluated during a period of up to six hours with different concentrations of tetrazolium (0.05; 0.10; 0.25 and 0.50) at three temperatures (25, 30, 35° C). Comparing good staining results with costs and working time, the concentration of 0.1% at 30° C during three hours was appropriate for both species. Seed preparing was standardized to cut the tiny embryonic axis and expose it to the solution. In a second step the protocol was validated with seeds of different qualities (between 0 – 90% germination capacity), obtained by controlled drying of the recalcitrant seeds over a fan. A germination test was conducted parallel to the viability staining with the same number of seeds. Based on the coloration patterns, the image of the stained seed were classified in four levels of viability. These first classification was compared and validated with the results of two germination criteria (root ≥ 0,5 cm and normal seedling). The proposed protocol of tetrazolium staining was efficient in assessing seed viability of both species. This study determined for the first time the cardinal temperatures for seed germination of andiroba and compared thermal sensitivity of three stages of initial development of C. guianensis and C. surinamensis. The two species had differences in their temperature response. Seed viability of the recalcitrant seeds of andiroba can be assessed in a few hours with the tetrazolium protocol. The method may be usefull in physiological or morphological studies of this or other species of the genus Carapa. / As espécies de andiroba da região da Amazônia (Carapa guianensis Aubl. e Carapa surinamensis Miq.) são árvores de uso múltiplo, amplamente exploradas, devido a sua madeira de valor comercial e óleo das sementes, usado em produtos fitoterápicos e cosméticos. As sementes são recalcitrantes e de germinação lenta, características que dificulta a propagação das plantas e comercialização das sementes. O presente estudo teve como objetivo determinar as temperaturas cardeais de germinação de sementes em diferentes critérios de germinação observáveis durante o desenvolvimento inicial, também verificar um possível retardo do processo de germinação pela resistência mecânica do tegumento e desenvolver um protocolo sobre a coloração de tetrazólio das sementes viáveis, para futuros estudos fisiológicos ou avaliação da qualidade de sementes. A dissertação é dividida em três capítulos: No primeiro e segundo são apresentados resultados sobre o efeito da temperatura entre 10 a 40 °C na germinação das sementes e no desenvolvimento inicial de C. surinamensis e C. guianensis respectivamente. Os dados coletados para a dissertação de mestrado foram complementados com resultados anteriores para a consolidação dos mesmos. Todas as sementes foram coletadas nos plantios florestais do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, ao norte de Manaus. Os testes de germinação das sementes de C. surinamensis foram feitos com sementes intactas e após a retirada do tegumento. Testes com C. guianensis foram feitos somente com sementes sem tegumento. Os testes de germinação foram conduzidos em câmaras com temperaturas constantes (± 1°C) e fotoperíodo de 12 horas. A germinação foi avaliada a partir de três estádios germinativos: (1) formação da radícula, com comprimento ≥ 0,5 cm; (2) alongamento do epicótilo com comprimento ≥ 1 cm e (3) alongamento do epicótilo, com comprimento ≥ 5 cm. Nos testes com C. surinamensis foram avaliadas os três critérios e com C. guianensis o primeiro e terceiro. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com quatro repetições de 20 sementes a cada temperatura. Os dados de coletas distintas foram analisados por análise de variância conjunta e ANOVA simples, a comparação de médias a 5% foi feita pelo teste de Tukey. As sementes de C. surinamensis apresentaram alta percentagem de germinação entre 15 e 35 ºC. A temperatura mínima de germinação para os três estádios situou-se entre 10 e 15 ºC. Para a radícula, a temperatura máxima foi acima de 40 ºC e entre 35 e 40 °C para o desenvolvimento da parte aérea. A velocidade de germinação indicou a temperatura de 30 ºC como ótima para todos os estádios. A retirada do tegumento reduziu o tempo final da protrusão da radícula, na temperatura ótima, de 44 para 23 dias. As sementes de C. guianensis apresentaram alta porcentagem germinativa sem diferença significativa entre 15 e 30 °C para a protrusão da radícula, entretanto o alongamento do epicótilo foi mais restrito entre as temperaturas de 25 a 30 °C. As temperaturas mínimas foram similares às de C. surinamensis e a máxima foi entre 35 e 40 °C para ambos os critérios. O índice de velocidade de germinação indicou 30 °C como mais adequada na comparação de dois anos de coleta, porém há necessidade de confirmação. No terceiro capitulo uma metodologia para coloração com o tetrazólio foi elaborada e validada com teste de germinação para ambas as espécies (C. guianensis e C. surinamensis). Primeiramente a coloração das sementes foi avaliada durante um período de até seis horas, com diferentes concentrações da solução de tetrazólio (0,05; 0,10; 0,25 e 0,50%,) e três temperaturas (25, 30, 35 °C). Comparando os bons resultados da coloração, com custos e tempo de trabalho, a concentração de 0,1% a 30 ° C durante três horas foi considerada adequada para ambas as espécies. Um método para o corte da semente foi elaborado para visualizar o minúsculo eixo embrionário e expô-lo a solução. Em seguida o protocolo foi validado com sementes de diferentes qualidades (entre 0 - 90% de capacidade germinativa), obtidas pela secagem controlada das sementes recalcitrantes sob ventilador. O teste de germinação foi realizado paralelamente ao de coloração das sementes, com o mesmo número de sementes. Com base nos padrões de coloração, foram definidas quatro classes de viabilidade. A classificação foi comparada e validada com os resultados de dois critérios de germinação (raiz ≥ 0,5 cm e plântulas normais). O protocolo proposto para a coloração do tetrazólio foi eficiente na avaliação da viabilidade de sementes de ambas as espécies. Este estudo determinou pela primeira vez as temperaturas cardeais de germinação das sementes de andiroba, comparando a sensibilidade térmica dos estágios de desenvolvimento inicial de C. guianensis e C. surinamensis. As duas espécies mostraram diferenças na resposta à temperatura. A viabilidade das sementes recalcitrantes de andiroba pode ser avaliada em poucas horas com o protocolo tetrazólio proposto. O método pode ser útil em estudos fisiológicos ou morfológicos desta ou de outras espécies do gênero Carapa.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:tede/1979 |
| Date | 29 May 2015 |
| Creators | Amoêdo, Semirian Campos |
| Contributors | Ferraz, Isolde Dorothea Kossmann, http://lattes.cnpq.br/1828343879180745 |
| Publisher | Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, Ciências Biológicas (Botânica), INPA, Brasil, Coordenação de Pós Graduação (COPG) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPA, instname:Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, instacron:INPA |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -4946571689165666571, 600, 600, 600, 600, 3806999977129213183, 5925011829319784271, 2075167498588264571 |
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