Alterações anatômicas, histoquímicas e fisiológicas durante a maturação de sementes de grão-de-bico (Cicer arietinum L.)

Abstract

O grão-de-bico (Cicer arietinum L.) é a segunda leguminosa mais consumida no mundo, atrás somente da soja. Embora pouco difundido no Brasil, a produção vem aumentando a cada ano, visando tanto o consumo interno como aumento da exportação para países consumidores. Neste contexto, a disponibilidade de sementes de alta qualidade no mercado é fundamental havendo demanda por informações sobre produção de sementes. Um dos fatores que influencia a qualidade das sementes está relacionado ao seu processo de desenvolvimento e maturação e ao seu estádio de maturação por ocasião da colheita. Assim, o trabalho teve como objetivos: i) avaliar as alterações anatômicas, histoquímicas e fisiológicas em sementes de grão-de-bico obtidas de vagens em diferentes estádios de maturação; ii) avaliar a qualidade fisiológica durante o armazenamento de sementes de grão-de-bico obtidas de vagens em diferentes estádios de maturação. Para tanto, as sementes de grão-de-bico, cv. BRS Aleppo, foram produzidas no campo experimental instalado na “Horta Nova” /DFT/UFV durante o período de abril a outubro de 2017. Foram colhidas vagens em cinco estádios de maturação: verde, verde-amarelo, amarelo, amarelo-dourado e marrom. As sementes obtidas em cada estádio foram avaliadas quanto ao grau de umidade, massa da matéria seca, realizando-se também a caracterização anatômica e histoquímica de acordo com as técnicas de microscopia de luz, sendo os cortes corados com Azul de toluidina, Lugol, Xylidine Ponceau (XP), Vermelho de Rutênio, Sudan Black B e Sudan Red B. Para avaliação das alterações fisiológicas, as sementes foram secas até 12 % de umidade. Em seguida, foram acondicionadas em sacos de papel e armazenadas por 0, 3 e 6 meses a 20oC e 55% UR. Após cada período de armazenamento, foram realizados os seguintes testes: grau de umidade, germinação, primeira contagem de germinação, emergência de plântulas, índice de velocidade de emergência e condutividade elétrica. Utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado, em esquema de parcelas subdivididas com quatro repetições. Os dados foram então submetidos à análise de variância, sendo os cinco estádios de maturação das vagens alocados nas parcelas e os três períodos de armazenamentos das sementes nas subparcelas. As médias dos tratamentos foram comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. Vagens com coloração externa verde, verde-amarelo, amarelo, amarelo-dourado e marrom foram obtidas aos 30, 55, 65, 75 e 85 dias após a antese, respectivamente. Com o desenvolvimento das sementes de grão-de-bico as camadas mais internas do tegumento sofrem colapso. O depósito de amido e proteína já está em andamento nas sementes de vagens verdes. A pectina se destaca dentre os compostos constituintes de parede celular dos esclereídes do tegumento, que por sua vez é aparentemente desprovido de lignina. Em geral, sementes de grão- de-bico obtidas de vagens com coloração amarela, amarelo-dourado e marrom apresentam maior germinação, que foi mantida até os três meses de armazenamento, decrescendo aos seis meses. Houve redução no vigor das sementes aos três meses de armazenamento. Menor qualidade fisiológica foi obtida para as sementes colhidas de vagens verdes e verde-amarelas em todos os períodos de armazenamento.

Chickpea (Cicer arietinum L.) is the world’s second largest consumed food legume, just behind soybean. Although not widespread in Brazil, its production is increasing every year, aiming at both domestic consumption and increasing exports to consuming countries. In this context, the availability of high quality seeds is fundamental, and there is a demand for information on seed production. One of the factors influencing seed quality is related to its development process and to its stage of maturation at the time of harvest. Therefore, the investigation was carried out to i) assess the anatomical, histochemical, and physiological changes in chickpea seeds from pods with different maturity stages; ii) assess the physiological quality of chickpea seeds from different pods maturity stages during storage. Thus, chickpea seeds, cv. BRS Aleppo, were produced in the experimental field installed in "Horta Nova" / DFT / UFV, Viçosa - MG, during the period of April to October of 2017. The pods were harvested in five maturation stages: green, yellow-green, yellow, golden-yellow and brown. Then, seeds from each maturation stage were taken to assess its moisture content, dry matter, and anatomical and histochemical characterization according to light microscopy techniques. The anatomical sections were stained with Toluidine blue, Lugol, Xylidine Ponceau (XP), Ruthenium Red, Sudan Black B and Sudan Red B. Before to assess the physiological quality, the seeds were dried until 12% moisture content. After that, the seeds were packed in paper bags and stored for 0, 3 and 6 months at 20 °C and 55% of relative humidity. After each storage time, the following tests were performed: moisture content, 1000-seed weight, germination, first count of germination, seedling emergence, speed emergence index and electrical conductivity. The experiment was conducted in a completely randomized design in a split-plot arrangement with four replicates. The maturation stages were allocated in the plots and the storage periods in the sub-plots. The mean values obtained from each treatment were compared by the Tukey’s test at 5 % of probability. Pods with external color green, yellow-green, yellow, golden-yellow and brown were obtained at 30, 55, 65, 75 and 85 days after anthesis, respectively. The deposition of starch and protein is already underway in the seeds of green pods. The pectin stands out among the constituent compounds of the cell wall of the sclereid of the integument, which in turn is apparently devoid of lignin. In general, chickpea seeds from yellow, golden-yellow and brown pods show high germination until three months of storage, but it decreases after six months storage. There was a reduction of vigor in chickpea seeds after three months of storage. The lowest physiological quality was observed in the seeds from green and yellow-green pods during all periods of storage.