Caracterização morfo-fisiológica de sementes de Capsicum chinense jacq. e estratégias para aumento da qualidade e superação da dormência

Abstract

O cultivo de pimenta Capsicum chinense Jacquin tem importância econômica e potencial para o agronegócio brasileiro. Porém, o atraso na germinação das sementes é um problema que pode ter impacto na produtividade em campo. De maneira que diferentes estratégias são adotadas para obtenção de sementes de alta qualidade e para uniformizar a germinação, como seleção de genótipos mais adequados, determinação do estádio de maturação mais apropriado para colheita dos frutos, determinação do período ideal de armazenamento pós-colheita dos frutos para uniformizar a maturação, tempo de armazenamento (afterripening) das sementes, assim como a combinação de algumas destas estratégias com o osmocondicionamento das sementes. Diante do exposto, os objetivos desta pesquisa foram: (i) caracterizar uma coleção de germoplasma de Capsicum chinense com base nas características morfo-fisiológicas das sementes; ii) Determinar a presença de dormência em sementes de pimenta Capsicum chinense; iii) Relacionar os atributos físicos e fisiológicos ligados à qualidade das sementes de pimenta Capsicum chinense; iv) Avaliar o efeito combinado do estádio de maturação dos frutos, período de armazenamento e condicionamento osmótico das sementes na sua qualidade física e fisiológica. Na primeira fase, foi explorada a diversidade genética de 57 genótipos de C. chinense por meio da avaliação de características físicas (circularidade, perímetro, área, densidade relativa e integrada) e fisiológicas (velocidade de germinação, germinação máxima e t 50 ) de sementes extraídas de frutos maduros. Foram obtidos seis grupos hierárquicos, dentre os quais, o grupo V, com 15 acessos, destacou por apresentar sementes com maior qualidade física e fisiológica, enquanto o grupo II, formado pelos acessos G3188 (Brasil-1) e G4507 (Estados Unidos), apresentou os genótipos com maior lentidão e irregularidade na germinação das sementes. Na segunda fase, foram utilizados os genótipos G3233 (Brasil-2), G3138 (Brasil), G4507 (Estados Unidos) e Mayapán (México). Para determinar a presença de dormência nas sementes foram avaliadas a germinação e a viabilidade das sementes por meio do teste de tetrazólio. Para isso, os frutos foram colhidos em três estádios de maturação (verde, verde- laranja e laranja), submetidos a três períodos de armazenamento antes da extração das sementes (1, 7 e 14 dias) e as sementes foram armazenadas a 10 °C durante um ano com avaliações trimestrais. Os resultados confirmaram que as sementes dos acessos G3188, G4507, Mayapán possuem maior nível de dormência em relação ao acesso G3233 (Brasil-2). A maior proporçãode sementes dormentes foi observada inicialmente e após três meses de armazenamento, porém aos seis e nove meses foi observado aumento no potencial de germinação, ou seja, a dormência foi superada durante o armazenamento das sementes. Aos 12 meses foi observado o início do processo de deterioração das sementes, com redução da qualidade fisiológica. Ainda, as sementes extraídas de frutos verde-laranja ou laranja armazenados por 7 e 14 dias e sementes armazenadas por seis e nove meses reduziram sua dormência. Na quarta fase, foi avaliada a relação entre a qualidade física e fisiológica das sementes dos genótipos G3188, G4507, Mayapán e G3233, cujos frutos foram colhidos em três estádios de maturação (verde, verde- laranja, laranja ou vermelho) e três períodos de armazenamento antes da extração das sementes (1, 7 e 14 dias). As características físicas e a qualidade fisiológica das sementes foram avaliadas por meio de análise de imagens radiográficas (densidade relativa, densidade integrada e perímetro) e posteriormente pelo teste de germinação (velocidade de germinação, coeficiente de germinação, tempo médio e sincronia de germinação e condutividade elétrica). Os resultados indicaram que as sementes extraídas de frutos laranjas armazenados por 14 dias apresentaram maior qualidade física e fisiológica. Já as sementes do genótipo Brasil, que não possuem dormência, apresentaram maior integridade tecidual, velocidade e sincronia na germinação. Na terceira fase foram utilizadas sementes do genótipo México (Mayapán), com maior nível de dormência. Os frutos foram colhidos em dois estádios de maturação (verde-laranja e laranja) e foram submetidos a três tempos de armazenamento do fruto antes da extração das sementes (1, 7 e 14 dias). Uma parte das sementes foram condicionadas com KNO 3 a -1,2 MPa por três dias, e outra parte não recebeu condicionamento. Com o condicionamento, houve aumento das porcentagens de germinação e emergência, sendo que as sementes extraídas de frutos verde- laranja e laranja armazenados por 14 dias e condicionadas com KNO 3 as que proporcionaram germinação e emergência superiores a 90%. Finalmente, conclui-se que existe variabilidade genética entre os genótipos de Capsicum chinense para características físicas e fisiológicas das sementes, bem como que as sementes apresentam dormência. Para a obtenção de sementes de alta qualidade física e fisiológica, recomenda-se a extração de sementes de frutos laranjas, o armazenamento dos frutos antes da extração das sementes por 14 dias, e o condicionamento osmótico das sementes com KNO 3 na concentração de -1,2 MPa Palavras-chave: Habanero. Genótipos. Dormência de sementes. Condicionamento osmótico. Vigor de sementesGENERAL

Habanero pepper is an economically important crop with high potential for Brazilian agribusiness. Various aspects of crop production limit the crop productivity in the field. For example, the delay in seed germination negatively affects the production of seedlings and in consequence the fruit yield in the field. The objective of this research was to evaluate the duration of the period of dormancy in Habanero pepper seeds and to evaluate strategies for breaking the seed dormancy. In the first phase of this study, the genetic variability of 57 genotypes of C. chinense was explored by means of the physical (circularity, perimeter, area, relative and integrated density) and physiological (germination speed, maximum germination and t 50 ) characteristics of mature seeds. The results were the formation of six hierarchical groups. Among them, group V with 15 accessions showed better physical and physiological characteristics. Particularly, the accession G3233 (Brazil-2) showed the highest germination speed and maximum germination. In contrast, group II, formed by two Habanero accessions, G3188 (Brazil-1) and G4507 (United States), showed lowest germination speed and irregular germination. In the second phase, the genotypes G3188, G4507, BRA-2, and Mayapán (Mexico) were used for assessment of seed dormancy and viability. For this study, the fruits were harvested at three stages of maturation (green, green-orange and orange), and submitted to three periods of storage (1, 7 and 14 days) before the seed extraction. The seeds were stored at 10 °C for one year and the evaluation of viability was carried out every three months. The results confirmed the three accessions of Habanero (G3188, G4507, Mayapán) with greater dormancy in relation to the BRA-2. The highest proportion of dormant seeds was observed initially and after three months of seed storage, but at six and nine months was observed increase in the chances of germination of the seeds, suggesting that dormancy was broken by seed storage. At 12 months of seed storage, the seed deterioration process started, with decrease in seed physiological quality. It is important to highlight that the seeds extracted from green- orange or orange fruits stored for 7 and 14 days and seeds stored for six and nine months, reduced their dormancy. Given this scenario, in a third phase of this study, the genotype with the highest dormancy evaluated for a year (Mayapán) was used. The seeds were extracted in three maturation stages (green, green-orange and orange) and three fruits storage periods (1, 7 and 14 days). These seeds were subjected to osmotic conditioning in KNO 3 solution at -1, 2MPa for three days. The results showed increase in the germination percentages and emergence, using seeds extracted from green-orange and orange fruits, stored for 14 days and seed conditioned with KNO 3 . In the fourth phase of this study, the relationship between the physical and physiological quality of the seeds was evaluated. For this experiment, germination speed coefficient, germination synchrony, electrical conductivity, average time for seed germination and germination synchrony was evaluated, in addition to X-ray images of the seeds (relative density, integrated density and perimeter) in the genotypes G3188, G4507, Mayapán and G3233 (control) at the three fruit maturation stages and three fruit storage periods as described before. The results indicated that the seeds extracted from orange fruits stored for 14 days showed higher quality, both physical and physiological, whereas the seeds of the control showed greater tissue integrity, germination speed and germination synchrony. It is concluded that to obtain seeds of high physical and physiological quality, it is recommended to extract seeds of orange fruits stored for 14 days. The seeds should be submitted to osmotic conditioning with KNO 3 at a concentration of -1,2 MPa to enhance tissue integrity, germination speed, germination synchrony and lower electrical conductivity. Keywords: Habanero. Genotypes. Seed dormancy. Osmotic priming. Seed vigor