Cross-Tolerance Mechanism Induction in Melon Seeds by Priming Prior Drying

Abstract

The loss of benefits after re-drying is one of the drawbacks of the seed priming technique. Different types of stresses have been used before re-drying to preserve the priming benefits. This process may be seen as promoting cross tolerance to increase the defense mechanisms that prevent loss of viability in seeds primed after drying. We tested the effect of some stresses to induce cross-tolerance and different drying conditions with the aim of maintaining priming benefits in melon seeds. The seeds were primed in an aerated KNO 3 solution (0.35M), -1.7MPa, 25 °C, in the dark for six days. The primed seeds were then submitted to slow drying, fast drying, cold shock + slow drying, cold shock + fast drying, heat shock + slow drying, heat shock + fast drying, PEG + slow drying, PEG + fast drying, ABA + slow drying, ABA + fast drying and no drying (planted directly after priming). We evaluated antioxidant enzyme activities (SOD, CAT and APX), germinability, mean time of germination (MTG) and mean rate of germination (MRG). A completely randomized design was used with three repetitions of 50 seeds in each treatment. Data were analyzed by ANOVA and means were compared by the Scott-Knott test (p ≤ 0.05). ABA increased SOD activity after drying and CAT activity was reduced by priming. APX activity was not observed. The stress submission prior to re-drying improved the MRG and reduced MTG. Therefore, the induction of the cross-tolerance mechanism could be effective to maintain priming benefits in melon seeds.Index terms: PEG; priming; dry seeds; antioxidant system. RESUMOA perda dos benefícios do condicionamento, após a ressecagem, é um dos problemas do condicionamento. Para conservar os benefícios, têm sido utilizados diferentes estresses antes da secagem. Esse processo poderia agir como tolerância cruzada, aumentando os mecanismos de defesa, prevenindo a perda de viabilidade em sementes condicionadas após a secagem. Assim, testou-se o efeito de estresses, na tentativa de induzir tolerância cruzada, após diferentes secagens, mantendo os benefícios do condicionamento em sementes de melão. Dessa forma, as sementes foram condicionadas em solução aerada de KNO 3 (0,35M), -1,7 MPa, 25 °C, no escuro, por seis dias. Depois disso, foram submetidas à secagem lenta, rápida, choque de frio + secagem lenta e rápida, choque de calor + secagem lenta e rápida, PEG + secagem lenta e rápida, ABA + secagem lenta e rápida e sementes sem secagem. As sementes não condicionadas foram o controle. Foi avaliada a atividade das enzimas SOD, CAT e APX, germinabilidade, tempo médio de germinação e taxa média de germinação. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualisado (DIC) com três repetições, contendo 50 sementes para cada tratamento. Para a análise estatística dos dados, foi utilizado ANOVA e as médias comparadas pelo teste de Scott-Knott (p ≤ 0,05). A aplicação de ABA aumentou a atividade da SOD após a secagem e o condicionamento reduziu a atividade da CAT. O estresse inicial, antes da secagem, aumentou-a e reduziu o...

Ecofisiologia da germinação dos genótipos de Theobroma cacao L.

“…Em temperaturas mais baixas é observado aumento nos níveis de giberelina (GA) (Penfield et al 2005, Toh et al 2008, no entanto, até certo ponto, devido a redução na atividade das enzimas envolvidas na síntese hormonal. O desencadeamento de mecanismos associados ao estresse e o ABA pode levar ao aumento da síntese das moléculas antioxidantes, reduzindo a atividade da enzima catalase e consecutivamente melhorando o desempenho da germinação da semente (Lira et al 2015). Chandel et al (1995) observou numerosos ribossomos no citoplasma das sementes de cacaueiro, indicando alta atividade metabólica.…”

Seed priming with seaweed extract mitigate heat stress in spinach: effect on germination, seedling growth and antioxidant capacity

“…This technique stimulates pregermination metabolic processes, increases the antioxidant system activity and the repair of membranes (Masondo et al 2018) under abiotic stress. Under conditions of heat stress, seed priming was effective on melon (Lira et al 2015), onion (Murili et al 2016), pepper (Alqui et al 2014), spinach (Ziaf et al 2017) and other crops.…”

Neonicotinoid insecticide treatment improves physiological performance of melon and watermelon seeds

“…Watermelon and melon have low germination and growth rates at both low (below 13°C) and high (above 40°C) temperatures, which creates problems for melon cultivation in northwestern and southern Brazil (Kozik and Wehner, 2014;Lira et al, 2015). These temperature effects can affect germination, seedling emergence and vigor in the cucurbits species.…”