Temperature Effects on Soybean Imbibition and Leakage

Abstract

As a part of an analysis of the nature of chilling injury to seeds, measurenents were made of the nitial linear rates of water entry into and solute leakage out of cotyledons of soybean at various temperatures.Arrhenlus plots were approximatel linear for water entry Into both lving and dead cotyedons, with the slpe (and activation energy) for entry Into iving celis being insipificantly higher than for dead cells, suggesting lttle effect of membrane barriers on water entry. The plots for solute leakage showed 10-fold lower leakage rates from lving than from dead tissues; a reversal of slo in the Arrhenlus plot at temperatures below 15 C reflected increasing leakage rates, interpreted as a quantitative disruptio of membrane reorganization at the temperatures associated with chilng injury.peratures between 1 and 40 C were maintained by immersing the imbibing system in a water bath.The time course of solute leakage was measured as the rise in conductance of 25 ml of water containing 10 cotyledons. Conductance was measured with a Markson ElectroMark analyzer at 5-min intervals.Rates were determined from the slope of the 10-to 40-mm periods, using calculated regression lines. The logarithms of these slope values were plotted as Arrhenius plots, and activation energies were then calculated using the equation of Stein (13): 2.3 log k= ( I where Ad is the activation energy, k' and k" are log rates for 40 and 5 C (T' and T", respectively), and R is the gas constant. RESULTSEvidence has been accumulating that chilling injury to seeds during imbibition might be attributed to disruptive effects on the reorganization of membranes as water enters the dry seed (1, 9). A quantitative means of analyzing the barrier effectiveness of membranes could utilize the initial linear rates of water entry and of solute leakage from soybean cotyledons, and their analysis through Arrhenius plots.The time course of initial water entry into dry cotyledons shows a period of rapid, nonlinear entry lasting 5-10 min, followed by a period of linear water entry lasting 30 min or more (7,11). The initial time course of solute leakage from the imbibing cotyledon also shows a period of rapid, nonlinear leakage, followed by a linear phase beginning at about the same time that water entry becomes linear. It has been suggested that the initial rapid phases of each of these events represented a period during which the membranes were relatively disorganized, and the linear phases represented steady-state processes through the reorganized membranes (7,8,11). If this interpretation is correct, linear rates of water entry and of solute leakage should reflect the effectiveness of membranes in resisting the passage of water and of solutes, respectively.The experiments reported here measure the linear rates of water entry and solute leakage of cotyledons at various temperatures to permit construction of Arrhenius plots and estimation of the energy barriers provided by the reconstituted membranes. MATERIALS AND METHODSWater entry and solute leakage were mea...

Teste rápido de condutividade elétrica e correlação com outros testes de vigor

“…Nesse sentido, Loeffler et al (1988) observaram correlação com outros testes de avaliação de vigor como primeira contagem, velocidade de germinação e envelhecimento acelerado, resultados similares aos de Vieira et al (1999b), que apontaram boa correlação entre os resultados obtidos pelo teste de condutividade elétrica com os de emergência de plântulas em campo, germinação e envelhecimento acelerado. Do mesmo modo, Santos (2004) Entre as inúmeras vantagens do teste de condutividade elétrica como um bom indicador do vigor de sementes está, ainda, o fato de ele ser considerado um teste rápido por estar relacionado com eventos iniciais da sequência de deterioração das sementes, como a degradação das membranas celulares e a redução das atividades respiratórias e biossintéticas (Delouche e Baskin, 1973).…”

“…Entre esses fatores, está o período (Loeffler et al, 1988;Marcos Filho et al, 1990;Dias e Marcos Filho, 1996;Vanzolini e Nakagawa, 1999) e temperatura de embebição (Leopold, 1980;Gaspar e Nakagawa, 2002), os quais podem causar aumento e, ou, redução significativa na condutividade elétrica da solução de embebição das sementes.…”

“…No entanto, várias pesquisas (Loeffler et al, 1988;Marcos Filho et al, 1990;Dias e Marcos Filho, 1996) têm apontado para a possibilidade de redução desse período, uma vez que períodos mais curtos têm sido capazes de discriminar lotes de sementes de soja com níveis distintos de vigor.…”

“…A temperatura de embebição influencia diretamente a velocidade de embebição e a lixiviação de eletrólitos do interior das células para o meio externo (Leopold, 1980;Murphy e Noland, 1982). Segundo Murphy e Noland (1982), esse efeito da temperatura pode estar relacionado com a alteração na viscosidade da água.…”

O uso da hidratação para estimar o desempenho de sementes de soja

“…LEOPOLD (1980), similarmente, verificou que as sementes mortas, além de embeberem mais rapidamente do que as vivas, apresentaram maior lixiviação de solutos; da mesma forma, MURPHY e NOLAND (1982), em sementes de beterraba mortas pelo calor, encontraram acentuado incremento na embebição e na lixiviação de solutos em relação ao verificado nas sementes vivas. Por outro lado, segundo MCDONALD et al (1988), a hidratação de sementes de soja ocorreu de forma similar, em água líquida, independentemente do estádio de deterioração.…”