Reserve mobilisation in mesquite (Prosopis juliflora) seed (Leguminosae)

Abstract

The seeds of Prosopis juliflora (mesquite) have a water barrier composed of the palisade layer present in the seed tegument and galactomannans in the endosperm. Changes in the morphological and physiological states of seeds are usually accompanied by changes in their metabolism. The aim of this study was to detect and characterise the main reserves and their mobilisation during and following germination of P. juliflora seeds. Sections of seeds 0, 24, 48 and 72 h after the onset of the imbibing process were evaluated by light microscopy, and seed reserves were extracted and quantified. Polysaccharides were isolated and characterised by 1 H nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. In mesquite seeds a well-developed endosperm, consisting largely of the storage carbohydrate (galactomannans), lies between the seed coat and the cotyledons. Germination was complete after 24 h of imbibition. At this time, morphological changes were observed in stained protein bodies. Chemical analysis showed a decrease in protein levels until 48 h. After 48 h, globular structures were observed in the cotyledon cells, but after 72 h these grains were smaller and their content was reduced. Polarisation microscopy confirmed that this material was composed of starch grains. The 1 H NMR spectrum of P. juliflora seeds showed that sucrose was used following germination. Apparently, sucrose is the transport sugar mobilised from reserve stocks for seedling growth. Parallel to endosperm galactomannan degradation, starch is produced transitorily in the cotyledon.

Alterations in seed reserves of Dalbergia nigra ((Vell.) Fr All. ex Benth.) during hydration

“…In Caesalpinia peltophoroides, starch content showed a slight reduction during germination and seedling growth (Corte et al, 2006). In Euterpe edulis seeds, collected from plants growing in the floodplain and on dry land in the Amazon, there was a decrease of around 40% in starch reserves in the seeds from dry land, but there was no difference in the levels of reserves for seeds collected in the floodplain (Gonçalves et al, 2010). The starch content of the cotyledons of Phaseolus vulgaris seeds decreased after the start of soaking, and was associated with increased activity by the α-amylase enzyme (Sfaxi-Bousbih et al, 2010).…”

Avaliação citoquímica durante a germinação de sementes de sorgo envelhecidas artificialmente e osmocondicionadas, sob salinidade

“…Esses corpos protéicos se apresentavam como corpúsculos globulares com pequenas dimensões, distribuídos por todo o citoplasma. A presença de muitos corpúsculos globulares, intensamente corados por XP, também foi observada no citoplasma das células cotiledonares de Cesalpinia peltophoroides (CORTE et al, 2006) e Prosopis juliflora (GALLÃO et al, 2007).…”

“…Teixeira e Machado (2008), estudando a localização das reservas de Caesalpinia echinata e Caesalpinia ferrea, observaram que o amido é a principal reserva que se acumula nas células dos tecidos de reserva dessas espécies. Em Prosopis juliflora, os grânulos de amido aumentaram até 24 h de embebição da semente, diminuindo logo em seguida após 72 horas (GALLÃO et al, 2007). Nas sementes de Phaseolus vulgaris, submetidas ao envelhecimento acelerado, observou-se perda do conteúdo celular e decréscimo do diâmetro dos grânulos de amido quando comparado às sementes secas e estocadas (CORTELAZZO et al, 2005).…”

Morfologia de sementes e plântulas de cártamos

“…Sugere-se que a pequena quantidade de corante observada nas células do tegumento pode ser devido à presença de compostos fenólicos, conferindo a este tecido resistência e proteção ao embrião (GALLÃO et al, 2007). Nas células dos tecidos de reserva e do embrião da semente o fenômeno da basofilia metacromática foi evidenciado, coloração azul, indicando maior disponibilidade de radicais aniônicos presentes nas pectinas (Figura 2B).…”

“…Quanto a presença de amido, na determinação química obteve-se apenas 3%, que não foram observados como componentes de reserva das sementes através da citoquímica, pela reação do PAS (Figura 2D), provavelmente esta última não foi revelada devido a presença de glóbulos de proteínas impedirem o acesso das substâncias que identificam o amido. Em sementes de algaroba (GALLÃO et al, 2007) foi observado o mesmo padrão. Os autores afirmaram que nas sementes de algaroba a presença do amido foi observada depois da protusão da radícula, sugerindo que esse polissacarídeo só foi evidenciado após a mobilização das proteínas presentes nas células cotiledonares ou que pode ter ocorrido a produção desse material de reserva a partir do material de reserva presente no endosperma.…”