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VIABILIDADE E CONSERVAÇÃO DE GRÃOS
DE PÓLEN DE MILHO
PATRÍCIA DE OLIVEIRA ALVIM
2008
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PATRÍCIA DE OLIVEIRA ALVIM
VIABILIDADE E CONSERVAÇÃO DE GRÃOS DE PÓLEN DE MILHO
Dissertação apresentada à Universidade Federal de
Lavras como parte das exigências do Programa de
Pós-Graduação em Agronomia, área de
concentração Fitotecnia, para a obtenção do título
de “Mestre”.
Orientador
Prof. Dr. Renzo Garcia Von Pinho
LAVRAS
MINAS GERAIS – BRASIL
2008
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Ficha Catalográfica Preparada pela Divisão de Processos Técnicos da
Biblioteca Central da UFLA
Alvim, Patrícia de Oliveira.
Viabilidade e conservação de grãos de pólen de milho / Patrícia de
Oliveira Alvim. Lavras : UFLA, 2008.
54 p. : il.
Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de Lavras, 2008.
Orientador: Renzo Garcia Von Pinho.
Bibliografia.
1. Zea mays. 2. Atividade enzimática. 3. Melhoramento genético. 4.
Conservação de recursos genéticos. I. Universidade Federal de Lavras. II.
Título.
CDD – 633.153
PATRÍCIA DE OLIVEIRA ALVIM
VIABILIDADE E CONSERVAÇÃO DE GRÃOS DE PÓLEN DE MILHO
Dissertação apresentada à Universidade Federal de
Lavras como parte das exigências do Programa de
Pós-Graduação em Agronomia, área de
concentração Fitotecnia, para a obtenção do título
de “Mestre”.
APROVADA em 15 de maio de 2008
Profa. Édila Vilela de Resende Von Pinho UFLA
Prof. Dr. João Cândido de Souza UFLA
Prof. Dr. Renato Mendes Guimarães UFLA
Prof. Dr. Renzo Garcia Von Pinho
UFLA (Orientador)
LAVRAS
MINAS GERAIS – BRASIL
2008
Aos meus pais, Wolney e Denise, pelo amor, carinho e ensinamentos durante
toda a minha vida, e aos meus irmãos, Cris e Júnior, pela amizade e
companheirismo.
OFEREÇO.
CONFIA AO SENHOR AS TUAS OBRAS E OS SEUS
DESÍGNIOS SERÃO ESTABELECIDOS.
Pv 16:3
A meu namorado, André, familiares e amigos
DEDICO.
AGRADECIMENTOS
A Deus, pela sua Divina Providência e Luz em minha vida.
À Universidade Federal de Lavras, especialmente ao Departamento de
Agricultura, pela oportunidade de realização do mestrado.
À Coordenadoria de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
(Capes), pela concessão de bolsa de estudos.
Ao Prof. Renzo Garcia Von Pinho, pela orientação e confiança durante a
realização do trabalho.
Aos professores João Almir Oliveira, Maria Laene Moreira de Carvalho
e Renato Mendes Guimarães, pela amizade e colaboração.
À minha co-orientadora, Profa. Édila Vilela de Resende Von Pinho,
pelas valiosas contribuições e pelo exemplo de dedicação.
À professora Geovana, da Citogenética e à estágiária Kátia, pela ajuda.
Aos meus avós, pelos ensinamentos e pelas orações.
À minha sogra, Beth e ao meu sogro, Delly, por todo apoio nesta etapa
da minha vida.
Aos funcionários do Setor de Grandes Culturas: João Pila, Manguinho,
Alessandro, Júlio, Agnaldo e Marcinho, pela ajuda durante a condução do
experimento no campo
.
Às funcionárias do Laboratório de Sementes da UFLA, Dona Elza,
Elenir, Andréa e Dalva, pela disponibilidade e atenção durante a realização do
curso.
Às funcionárias da pós-graduação, Marli e Neuzi, pela ajuda,
compreensão e incentivo durante o curso.
Aos “meninos do milho”, pela grande ajuda na condução do
experimento no campo.
Aos bolsistas de iniciação científica, Kênia Oliveira, Felipe de Lima
Vilela e Rafael Parreira Diniz, pela incansável ajuda.
A minha grande amiga, Kênia, pela amizade sincera, pelos conselhos e
por estar sempre comigo quando sempre precisei.
À Priscila, pelo companheirismo e amizade.
Ao meu amigo Zezinho, pelas inúmeras contribuições nas análises
estatísticas.
À Marcela, pela grande amizade.
Aos amigos Ana Camila, Clarissa, Cláudio, Dri, Lucrécio, Paulo e
Toninho, pela amizade e ajuda, pois, sem vocês, tudo teria sido bem mais
difícil!!
A todos os meus familiares que sempre estiveram do meu lado em todos
os momentos.
A todos que, de uma forma ou de outra, colaboraram para a conclusão
do meu curso e que, embora não citados aqui, não deixam de merecer meu
agradecimento.
MUITO OBRIGADO !
SUMÁRIO
Página
RESUMO...................................................................................... i
ABSTRACT.................................................................................. ii
1 INTRODUÇÃO.......................................................................... 1
2 REFERENCIAL TEÓRICO....................................................... 2
2.1 Estrutura floral do milho........................................................ 2
2.2 Polinização e fertilização.........................................................
4
2.3 Fatores que interferem na conservação de grãos de pólen de
milho..............................................................................................
5
2.4 Metodologia para a avaliação da viabilidade de grãos de
pólen..............................................................................................
8
2.5 Meio de cultura, temperatura e tempo de incubação para a
avaliação da germinação de grãos de pólen..................................
11
3 MATERIAL E MÉTODOS........................................................
13
3.1 Localização do experimento.................................................. 13
3.2 Ensaios preliminares.............................................................. 13
3.2.1 Definição do meio de cultura e da temperatura de
incubação para a germinação dos grãos de
pólen............................................................................................
14
3.2.2 Definição do melhor horário de coleta dos grãos de pólen..
15
3.2.3 Determinação da tolerância dos grãos de pólen à secagem
sob diferentes sais..........................................................................
15
3.3 Germinação e viabilidade de grãos de pólen de milho
armazenados em diferentes ambientes, secados a diferentes
teores de água...............................................................................
16
3.3.1 Avaliação in vitro e in vivo................................................ 17
3.4 Procedimento estatístico......................................................... 18
3.5 Análises eletroforéticas de enzimas....................................... 19
3.5.1 Esterase................................................................................. 20
3.5.2 Superóxido dismutase........................................................... 20
3.5.3 Peroxidase............................................................................ 20
3.5.4 Malato desidrogenase........................................................... 20
3.5.5 Proteínas resistente ao calor................................................. 21
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO............................................... 21
4.1 Ensaios preliminares............................................................... 21
4.1.1 Definição do meio de cultura e temperatura de incubação
para a germinação dos grãos de pólen...........................................
21
4.1.2 Definição do melhor horário de coleta dos grãos de pólen.. 23
4.1.3 Determinação da tolerância dos grãos de pólen à secagem.. 24
4.2 Germinação e viabilidade de grãos de pólen de milho
armazenados em diferentes ambientes e secados a diferentes
teores de água................................................................................
26
4.3 Atividade de enzimas nos grãos de pólen............................... 33
5 CONCLUSÕES.......................................................................... 41
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS....................................... 42
Anexos........................................................................................... 47
i
RESUMO
ALVIM, Patrícia de Oliveira. Viabilidade e conservação de grãos de pólen de
milho 2008. 54p. Dissertação (Mestrado em Fitotecnia) – Universidade Federal
de Lavras, Lavras, MG.
∗
Nos programas de melhoramento de milho, fatores relacionados à duração do
tempo de receptividade do estigma, longevidade do grão de pólen na planta,
diferenças no período de florescimento entre plantas e conservação dos recursos
genéticos são alguns aspectos que reforçam a importância de pesquisas
relacionadas aos fatores que interferem na conservação de grãos de pólen. Com
este trabalho, objetivou-se avaliar a conservação de grãos de pólen de milho sob
diferentes ambientes de armazenamento e teores de água. Os ensaios foram
realizados no Laboratório Central de Sementes e na área experimental do
Departamento de Agricultura da UFLA. Foram conduzidos ensaios preliminares,
nos quais foram avaliados diferentes meios de cultura para germinação e
temperaturas para incubação e diferentes horários de coleta dos grãos de pólen.
Avaliou-se também a tolerância do grão de pólen à dessecação. A partir dos
resultados dos ensaios preliminares, foi conduzido um experimento, no qual os
grãos de pólen, com teores de água de 51,7% e 29,4%, foram armazenados em
deep freezer (-86ºC), geladeira (4ºC) e em nitrogênio líquido (-196ºC). Após o
armazenamento, a germinação e a viabilidade dos grãos de pólen foram
avaliadas in vitro em meio de cultura, pelo teste do corante e in vivo, por meio
de autofecundações em plantas da linhagem Le-57 e do híbrido GNZ 2004.
Avaliou-se a atividade enzimática dos grãos de pólen armazenados nas
diferentes condições por meio das enzimas esterase, malato desidrogenase,
peroxidase, superóxido dismutase e proteínas resistentes ao calor. Maiores
valores de germinação dos grãos de pólen foram observados em meio de cultura
contendo 10% de sacarose, 0,03% de ácido bórico e 0,15% de cloreto de sódio a
25ºC e quando a coleta foi realizada às 9 horas. A conservação de grãos de pólen
de milho varia com os ambientes de armazenamento e com os teores de água e
torna-se reduzida com o armazenamento. O poder germinativo dos grãos de
pólen reduz-se com a dessecação. Diferentes padrões protéicos foram
observados em grãos de pólen armazenados sob diferentes condições.
∗
Comitê Orientador: Prof. Dr. Renzo Garcia Von Pinho - UFLA (Orientador),
Profa. Dra. Édila Vilela de Rezende Von Pinho – UFLA.
ii
ABSTRACT
ALVIM, Patrícia de Oliveira. Viability and conservation of corn pollen
grains. 2008. 54p. Dissertation (Master’s degree in Crop Science) – Federal
University of Lavras, Lavras, Gerais
∗
.
In corn breeding programs factors related to the duration of the stigma
receptivity, pollen grain longevity in the plant, differences in flowering periods
among plants and conservation of genetic resources are aspects which reinforce
the importance of researches related to factors interfering in corn pollen grains
conservation. In this work, it was aimed to evaluate the conservation of corn
pollen grains in different environments and water contents. The experiments
were performed at the Agricultural Department of the Federal University of
Lavras in the Laboratories of Seed Analysis and Molecular Biology and in an
experimental field. In the pre-tests, different culture media for germination and
temperatures for incubation and different times of pollen grain collection were
evaluated. The tolerance of pollen grain to dissection was also determined.
Following in a second experiment, pollen grains with water contents of 51.7%
and 29.4% were stored in a deep freezer (-86ºC), refrigerator (4ºC) and in liquid
nitrogen (-196ºC). After storage, germination and viability of the pollen grains
were evaluated in vitro in a culture medium, in vivo by the staining test and
through self-fecundation in plants of Le-57 line and of GNZ 2004 hybrid. The
enzyme activity of pollen grains stored under the different conditions was
evaluated using the enzymes esterase, malate dehydrogenase, peroxidase,
superoxide dismutase and was also evaluate the expression of heat resistant
proteins. Higher values of pollen grains germination were found in culture
medium containing 10% of sucrose, 0.03 of Boric Acid and 0.15 of Sodium
Chlorite at 25ºC and when the collection of the pollen grains was performed at 9
a.m. The conservation of the pollen grains varied with storage environment and
with the water content and decreasing during storage. The germination of the
pollen grains reduced with desiccation. Different patterns of enzymes and
protein were observed in pollen grains under storage at different conditions.
∗
Guidance Committee: Prof. Dr. Renzo Garcia Von Pinho- UFLA (Major
Professor), Prof
a
. Dra. Édila Vilela de Resende Von Pinho – UFLA.
1
1 INTRODUÇÃO
Há poucas informações sobre a viabilidade e o armazenamento de grãos
de pólen de milho em áreas tropicais. Essas informações são importantes,
principalmente, para programas de melhoramento, nos quais são realizados
vários tipos de polinização controlada e também na preservação de recursos
genéticos de milho.
Nesses programas são feitos vários cruzamentos entre diferentes
genótipos para testar a capacidade combinatória das linhagens. É comum o
cruzamento entre genótipos de ciclos distintos, não havendo o sincronismo no
florescimento, o que inviabiliza a produção de sementes. Neste caso, o
armazenamento do grão de pólen sob condições artificiais, visando preservar a
viabilidade dos gametas masculinos por diferentes períodos, é uma alternativa
muito útil.
Fatores como a duração do tempo de receptividade do estigma,
longevidade do grão de pólen na planta, diferenças no período de florescimento
entre plantas macho-férteis e macho-estéreis e conservação dos recursos
genéticos são alguns aspectos que reforçam a importância da preservação da
viabilidade de grãos de pólen em condições controladas (Ganeshan, 1986).
Outra ênfase da conservação de pólen tem sido na coleção de
germoplasma, com o objetivo de preservar a diversidade genética (Connor &
Towill, 1993).
Sabe-se que fatores importantes intrínsecos ao próprio pólen,
relacionados a seu estado de maturação fisiológica, origem, características
genéticas, nutrição da planta, assim como os extrínsecos, como composição do
meio de cultura, densidade de pólen no meio, temperatura de incubação, período
de coleta e agentes ambientais, como temperatura e umidade, entre outros,
podem influenciar a germinação e a viabilidade do grão de pólen (Stanley &
2
Linskens, 1974). Outro fator a ser considerado é a avaliação adequada da
viabilidade e da germinação do grão de pólen, para que se tenha, com segurança,
a sua qualidade preservada. A viabilidade de grãos de pólen pode ser avaliada de
várias maneiras, como coloração com corantes químicos, geminação in vitro e
fertilização a campo, o que permite a análise da capacidade de emissão do tubo
polínico e uma correlação desta taxa com a viabilidade do pólen.
Diante do exposto, com a realização deste trabalho, objetivou-se avaliar
a conservação de grãos de pólen de milho sob diferentes ambientes de
armazenamento e teores de água.
2 REFERENCIAL TEÓRICO
2.1 Estrutura floral do milho
A inflorescência masculina ou o pendão do milho consiste em um eixo
central, denominado ráquis, do qual surgem ramificações laterais secundárias e
terciárias. Ao longo das ramificações estão localizadas as espiguetas, que são
dispostas aos pares, arranjadas alternadamente, sendo uma séssil e outra
pedicelada (Goodmam & Smith, 1987).
As espiguetas têm um par de brácteas protetoras, em forma de bainha,
envolvendo duas pequenas flores. Cada flor consiste de uma lema e pálea,
envolvendo três estames, duas lodículas e um pistilo abortado.
O estame que originará o grão de pólen diferencia-se a partir de um
lóbulo no ponto de crescimento central da flor. A sua extremidade superior
originará a antera e a inferior, o filamento. Nas anteras, a meiose irá ocorrer em
um grupo de células originadas por mitose e que se denominam de
microsporócitos. Cada microsporócito, após a segunda fase meiótica, dá origem
a quatro micrósporos, os quais, após maturação, produzem o que se denomina de
3
grão de pólen (Goodmam & Smith, 1987).
O florescimento varia conforme a cultivar e, nesse momento, as anteras
abrem-se próximo às extremidades, formando poros, por meio dos quais os
grãos de pólen são liberados. Até pouco tempo antes de sua liberação, o grão de
pólen permanece uninucleado. É neste momento que o seu núcleo do sofre uma
endomitose, formando o núcleo vegetativo e o núcleo generativo. Este último se
divide novamente em outros dois núcleos generativos ou reprodutivos. Assim, o
grão de pólen será constituído por três núcleos, dois generativos e um
vegetativo.
Cada uma das anteras, quando madura, contém, em seu interior, sacos
polínicos, nos quais estão os grãos de pólen, que, estima-se, sejam da ordem de
2.500 por antera. Pouco pólen é liberado até que as anteras sejam movimentadas
pelo vento, ou seja, no geral, o pólen é retido até que haja vento suficiente para
transportá-lo para outras plantas. Essa tendência assegura alta porcentagem de
polinização cruzada sob condições de campo (Ramalho et al., 2000).
Um pendão inicia a liberação de pólen no eixo principal de cima para
baixo. As ramificações começam a liberação logo após o eixo principal e esse
processo pode durar mais de uma semana. Considerando cada espigueta, a flor
superior inicia a liberação de pólen aproximadamente um a três dias antes da
inferior. A deiscência e a dispersão do pólen, usualmente, ocorrem dois a três
dias antes da emergência dos estilos-estigmas. A liberação pode começar desde
o nascer do sol até o meio dia, dependendo da temperatura e umidade e,
usualmente, se completa com quatro a cinco horas (Goodmam & Smith, 1987).
Somente os grãos de pólen que são interceptados pelos estilos-estigma
frescos podem germinar. Geralmente, muitos desses grãos germinam no mesmo
cabelo, mas somente um irá atingir a micrópila do óvulo para produzir a
semente.
4
2.2 Polinização e fertilização
Com os grãos de pólen liberados, a germinação ocorre rapidamente,
quando em contato com os pêlos viscosos do estilo-estigma. O tempo
necessário, desde a polinização até a fertilização, depende da temperatura, da
umidade e da constituição genética da planta (Goodman & Smith, 1987).
A germinação do grão de pólen consiste na emissão do tubo polínico.
Numa das extremidades fica uma massa viscosa ou citoplasma, com três
núcleos. Um desses, chamado vegetativo, é responsável pelo funcionamento
dessa ponta apical. Os outros dois núcleos são generativos, que somente entram
em ação no processo de fertilização (Chang & Neuffer, 1992).
Muitos grãos de pólen de milho caem e germinam em um mesmo
cabelo e competem entre si para atingir a fertilização. Os tubos polínicos
penetram entre as células dos pêlos e, quando atingem o interior do estilo-
estigma, os acompanham até as células da bainha, que circundam o tecido
vascular para a base do cabelo. Neste ponto, o tecido de condução deixa o estilo-
estigma e passa para a cavidade do ovário (Ramalho et al., 2000).
Os tubos polínicos germinam e crescem, inicialmente, com base nas
substâncias de reserva contidas no próprio grão de pólen, ficando depois
dependente, para a sua própria nutrição, do estilo-estigma, no qual eles se
desenvolvem. A direção do seu crescimento é orientada por um mecanismo
quimiotrópico e, especialmente quando ele passa do estilo-estigma para a
cavidade do ovário, e são substâncias produzidas por células de cada ovário que
atraem o tubo polínico para o óvulo. Existem diferenças da taxa de crescimento
desses tubos durante todo o seu percurso, as quais são controladas por genes
denominados genes gametofíticos (Brieger & Blumenschein, 1966).
Quando a ponta do tubo atinge a micrópila, se desenvolve entre as
células do tecido nucelar até atingir o saco embrionário. Na entrada do saco
5
embrionário, a extremidade se rompe, liberando os dois núcleos generativos. Um
dos dois núcleos se funde com a oosfera formando o zigoto, enquanto o outro
núcleo se funde com os dois núcleos polares, estabelecendo o núcleo primário
do endosperma.
2.3 Fatores que interferem na conservação de grãos de pólen de milho
Sabe-se que o armazenamento, como meio de manutenção da
viabilidade do pólen, é uma ferramenta valiosa empregada por melhoristas e
geneticistas, justificando-se em programas de hibridação quando há defasagem
no florescimento entre as espécies de interesse ou quando os mesmos se
encontram em regiões distintas.
O armazenamento pode ser classificado em dois tipos: a curto e a longo
prazo. Segundo Sousa (1988), normalmente, procede-se o armazenamento a
curto prazo visando estudos de genética e de melhoramento, e, a longo prazo,
para a conservação genética e é comum ocorrerem alterações que podem levar,
após muitos anos, a populações geneticamente diferentes das originais.
Dentre os fatores que mais influenciam na longevidade do pólen durante
o armazenamento, destacam-se a umidade relativa, a temperatura de
armazenamento e as embalagens de armazenamento. Essas variáveis devem ser
definidas para possibilitar a manutenção da viabilidade por um período maior
possível (Sousa, 1988). A maioria dos métodos empregados envolve a redução
do teor de água e a manutenção do pólen à baixa temperatura, de modo que as
oscilações sejam evitadas.
Os fatores genéticos e fisiológicos também podem afetar a longevidade
do pólen. Muitos autores relatam que grãos de pólen binucleados possuem maior
viabilidade, comparados com os trinucleados, que se classificam em tolerantes
ou sensíveis à desidratação, respectivamente. Dentre as possíveis explicações
para o fato, Sousa (1988) cita que a segunda divisão meiótica priva o grão
6
de pólen de reservas suficientes para propiciar uma boa longevidade e
germinação. Kirby & Smith (1974) chegaram à conclusão de que há maior
quantidade de compostos de superfície na parede dos polens binucleados. O
pólen das gramíneas é trinuclear, incluindo o milho, dificultando, assim, a
armazenagem de gametas masculinos.
Podem ocorrer também alterações fisiológicas durante o armazenamento
do pólen, o que contribui para um decréscimo na viabilidade.
O teor de água do pólen é um dos fatores mais importantes que
envolvem o armazenamento e, normalmente, encontra-se negativamente
relacionado à longevidade (Sousa, 1988). Mas, o teor de água ideal varia para
cada caso empregado. Sousa (1988) afirma que o cuidado para a secagem de
pólen trinucleado deve ser muito grande, pois os componentes nucleares das
células masculinas podem ser danificados, provocando redução da viabilidade.
Vários métodos são empregados para conseguir a redução do teor de
água dos grãos de pólen, como a manipulação por meio de sais saturados, como
LiCl, MgCl
2
, Mg(NO
3
)
2
, NH
4
NO
3
, KCl, CuSO
4
.5H
2
O, P
2
O
5
, ZnCl
2
, Ca(NO
3
)
2
,
NaNO
2
, sílica gel, dessecação a vácuo e vapor de nitrogênio líquido (Connor &
Towil, 1993; Hong et al., 1999). O processo de desidratação/hidratação está no
equilíbrio entre a umidade relativa do ar e a umidade contida no grão de pólen
(Connor & Towil, 1993).
Como já mencionado, além do teor de água do grão de pólen, a
temperatura e a umidade relativa do ar também são fatores a serem considerados
para garantir o sucesso no processo de conservação do pólen.
O emprego de baixas temperaturas, normalmente, encontra-se ligado à
redução do metabolismo do pólen, o que propicia maior longevidade. Pode-se
conseguir redução de temperatura por meio de refrigeradores e freezer, que são
de fácil acesso, entretanto, outros métodos mais sofisticados, como gases
liquefeitos, também podem ser empregados.
7
Barnabás et al. (1988) verificaram que grãos de pólen de milho, com
teor de água entre 15% a 20%, armazenados à baixa temperatura, apresentaram
viabilidade na germinação in vitro de 50% e fertilidade in vivo de 30%, após três
anos de conservação. Esses resultados estão de acordo com os relatados por Roy
et al. (1995) que, trabalhando com controle de polinização em relação ao
rendimento de sementes e efeito da temperatura na viabilidade do pólen do
milho, verificaram que essa viabilidade diminuiu significativamente com o
aumento da temperatura de armazenamento.
O pólen de cebola cultivar Petrolini foi armazenado, pelo período de um
ano, em nitrogênio líquido e no interior de um dessecador com ácido sulfúrico,
mantido em congelador -18
o
C (Gomes et al., 2000). Os autores constataram que
a melhor condição para o armazenamento foi em nitrogênio líquido.
Gomes et al. (2003) armazenaram grãos de pólen de cebola, em
diferentes condições, por dois anos. O pólen conservado por um ano, em
nitrogênio líquido, foi, então, transferido para um refrigerador, a 4
o
C,
registrando-se a percentagem de germinação após dez, quinze, vinte e trinta dias
de permanência neste. O armazenamento em nitrogênio líquido foi o melhor
ambiente para a conservação dos grãos de pólen, durante dois anos. As amostras
armazenadas por um ano, em nitrogênio líquido, que foram transferidas para o
refrigerador, conservaram-se viáveis por até dez dias.
O estado nutricional da planta fornecedora de pólen é também um fator a
ser considerado. Stanley & Linskens (1974) evidenciaram que a nutrição mineral
da planta, durante o desenvolvimento do pólen, pode afetar a longevidade do
mesmo. Estes autores destacaram a sensibilidade que as anteras apresentam ao
boro, cuja ausência pode levar alguns tecidos ao colapso e induzir uma
concentração nuclear anormal, causada pela inibição da divisão nuclear. A
formação da parede pode ser impedida e, em muitos casos, ocorrer a
desintegração da célula. Os autores salientam, ainda, que pode ocorrer a
8
produção de pólen anormal, mesmo quando a parede da antera continuou
crescendo e o saco embrionário parece inafetado. Agarwala et al. (1979)
comprovaram que plantas de milho com deficiência de molibidênio tiveram
redução na viabilidade de grãos de pólen.
2.4 Metodologia para avaliação da viabilidade de grãos de pólen
Existem várias técnicas para estimar a viabilidade do grão de pólen,
como o teste com corantes químicos, a germinação in vitro e a in vivo (Pio,
2004). A coloração é um procedimento bastante simples, barato e que fornece
resultados rapidamente, tornando-se bastante atrativa para a palinologia, que é a
ciência que estuda os grãos de pólen. Considerando que existe uma correlação
entre a viabilidade e a coloração, a estimativa é dada pela contagem dos polens
não abortados e abortados que se mostram corados e não corados,
respectivamente. Vários são os corantes empregados com essa finalidade. Dentre
eles, destacam-se: carmim acético, azul de anilina, azul de algodão, iodeto de
potássio, cloreto de trifeniltetrazólio (TCC), tetrazólio vermelho, (Stanley &
Linskens, 1974) e verde malaquita com fucsina ácida (Alexander, 1969 e 1980).
Na literatura, não há descrição de um teste de viabilidade universal com
a utilização de um corante específico. A maioria dos trabalhos relata o uso dos
corantes nucleares, sobretudo carmim acético, para vários grupos de plantas.
Entretanto, Andrés et al. (1999) destacaram que o carmim acético foi deficiente
para constatar a viabilidade do pólen in vitro, comparado à germinação in vitro,
em que se avaliou o crescimento do tubo polínico. Neste caso, o carmim acético
superestimou os dados.
A utilização desses corantes foi questionada por Alexander (1969), pelo
fato de os grãos de pólen inviáveis não serem corados. Segundo o autor, esse é
um fator limitante no estudo de polens com paredes espessas, mucilaginosas e
com a presença de espículas, pois elas dificultam a penetração do corante e,
9
conseqüentemente, a coloração. Nessa condição, polens viáveis podem não
apresentar coloração e ser equivocadamente classificados como abortados. Por
isso, o autor propôs a utilização de um corante diferencial, à base de verde
malaquita e fucsina ácida, em que o pólen viável cora-se de roxo e o inviável de
verde. A coloração, embora seja um procedimento simples e barato, não é
totalmente confiável, pois, conforme já relatado, pode fornecer uma informação
equivocada da viabilidade. Pode-se, então, optar simultaneamente pela
observação da capacidade germinativa dos grãos de pólen, em razão de ser um
caráter que se correlaciona diretamente com a habilidade para fertilização.
Estudos com 14 acessos de milheto, capim-elefante e híbridos,
realizados por Pedrozo et al. (2001), comparando a eficiência dos corantes
carmim propiônico, orceína acética e corante Alexander, demonstraram que o
mais indicado para determinar a viabilidade de pólen é o corante Alexander.
Nos testes de germinação in vitro, o pólen é espalhado sobre um meio de
cultura que, geralmente, contém sacarose e a viabilidade é observada por meio
da porcentagem de grãos de pólen que emitem tubo polínico (Sousa, 1988). São
considerados germinados os grãos que apresentam tubos polínicos que
ultrapassam o comprimento do diâmetro do próprio grão de pólen.
Existem também os testes de germinação in vivo, nos quais se deposita o
grão de pólen no estigma receptivo. Essa metodologia apresenta algumas
desvantagens, do ponto de vista prático, que podem refletir na avaliação da
viabilidade, tais como a dificuldade de penetração do tubo polínico na superfície
cuticular, a presença de água no estigma, podendo levar à ruptura do pólen, a
não receptividade do estigma ou a incompatibilidade genética entre o pólen e o
pistilo; a aplicação de alta concentração de pólen que irá inibir a penetração do
tubo polínico no estilete e a queda acentuada na temperatura, podendo modificar
drasticamente a germinação do pólen in vivo (Stanley & Linskens, 1974).
10
Outra técnica empregada para a avaliação da qualidade grãos de pólen
de plantas de milho produzidas é a determinação da atividade de enzimas
hidrolíticas, como a amilase e a invertase. Outras enzimas, como esterase,
peroxidase, malato desidrogenase, fosfatase ácida, superóxido dismutase,
catalase e glutamato desidrogenase, foram utilizadas em grãos de pólen para a
separação de espécies pertencentes ao gênero Zea, evidenciando a similaridade
entre o milho e o teosinte (Katiyar & Sachan, 1992).
Sementes e organismos que toleram a desidratação apresentam algumas
proteínas, cujas funções ainda não estão bem esclarecidas. Mas, sua estabilidade,
sua alta afinidade com moléculas de água e abundância em organismos que
toleram a desidratação sugerem seu importante papel em aquisição de tolerância
à dessecação (Blackman et al., 1991).
Estas proteínas, primeiramente descobertas em embriões de algodão,
nomeadas proteínas lea, moduladas por ácido abscísico, acumulam-se em
embriões de sementes de milho e cevada, durante os estádios mais tardios do
desenvolvimento, em fase correspondente à aquisição de tolerância à dessecação
(Bostock & Quatrano, citados por Leprince et al., 1993) e a sua expressão cessa
rapidamente após germinação (Blackman et al., 1991; Blackman et al., 1992).
Segundo Thomann et al. (1992) e Rosa (2004), proteínas lea também se
acumulam em embriões de sementes de milho durante a lenta secagem, em fase
correspondente à aquisição de tolerância à dessecação. Workers et al. (1998)
observaram que embriões imaturos de milho, os quais adquirem tolerância à
dessecação quando submetidos à lenta secagem, apresentam padrão de proteínas
semelhante ao de proteínas lea, presentes em sementes maduras e tolerantes à
dessecação.
11
2.5 Meio de cultura, temperatura e tempo de incubação para avaliação da
germinação de grãos de pólen
Vários estudos têm sido conduzidos com o objetivo de determinar,
qualitativa e quantitativamente, os componentes necessários para a melhor
composição do meio de cultura para a germinação dos grãos de pólen. O meio
de cultura deve ser constituído, basicamente, por carboidratos e elementos
estimulantes, como ácido bórico, ácido cítrico, nitrato de cálcio e reguladores de
crescimento, dentre outros (Sousa, 1988).
A sacarose empregada no meio de cultura tem a finalidade de
proporcionar o equilíbrio osmótico entre o pólen e o meio de germinação e
fornecer energia para auxiliar o processo de desenvolvimento do tubo polínico
(Stanley & Linskens, 1974).
A adição de boro é importante e suas respostas são variáveis, conforme a
espécie. Seu mecanismo de ação consiste em interagir com o açúcar e formar um
complexo ionizável açúcar-borato, o qual reage mais rapidamente com as
membranas celulares. Já a adição de cálcio ao meio de cultura propicia
características fisiológicas, como tubo polínico e grão de pólen com menor
sensibilidade a variações do meio básico, menor permeabilidade do tubo
polínico e crescimento em forma linear, suave e aparência rígida (Bhojwani &
Bhatnagar, 1974). Pio et al. (2004) concluíram que a melhor germinação de
grãos de pólen de citros foi obtida com 800 mg L
-1
de nitrato de cálcio.
Outros fatores de grande importância no controle das condições
ambientais e que influenciam significativamente a fertilidade dos grãos de pólen
são a temperatura e o tempo (período de incubação) necessários para a
germinação do pólen.
Na maioria das espécies, o tempo de incubação varia de 1 a 3 horas e
longos períodos de incubação podem provocar a ruptura na parede do gameta,
12
desprendendo assim, o tubo polínico e dificultando a avaliação (Almeida et al.,
2002).
Entretanto, períodos de incubação maiores, desde 4 até 13 horas de
incubação, foram observados para o pólen de araçazeiro (Raseira & Raseira,
1996). Avaliando o pólen de cerejeira-do-rio-grande, Frazon & Raseira (2006)
observaram que três horas de incubação foram suficientes para a germinação in
vitro. Estas referências confirmam que o tempo de incubação necessário para
iniciar a germinação in vitro varia de acordo com a espécie e, até mesmo, entre
cultivares da mesma espécie. Thompson & Batjer (1950) utilizaram 24°C para
pólen de ameixeira, pessegueiro, damasqueiro, cerejeira européia, pereira e
macieira. Loupassaki et al. (1997) afirmam que 25°C é a ideal para germinação
de pólen de abacateiro e Nunes et al. (2001) utilizaram esta mesma temperatura
para macieira.
Em milho, temperatura de 24°C tem proporcionado boa germinação e
temperatura de 0°C a inibe (Broglia & Brunori, 1994). Já Ferreira et al. (2007)
utilizaram a temperatura de 27°C para a germinação.
Outros fatores que também influenciam na germinação in vitro do grão
de pólen são as condições ambientais durante a coleta e a fase de
amadurecimento do pendão, pois gametas recém-formados são mais viáveis do
que grãos de pólen amadurecidos (Almeida et al., 2002).
São poucos os trabalhos relacionando secagem e armazenamento de
grãos de pólen de milho, o que ressalta a importância de trabalhos desta natureza
para avaliar a influência de diversos fatores na sua longevidade.
13
3 MATERIAL E MÉTODOS
3.1 Localização do experimento
Este trabalho foi conduzido no Laboratório Central de Sementes e na
área experimental do Departamento de Agricultura da Universidade Federal de
Lavras (UFLA), no município de Lavras, localizado na região Sul de Minas
Gerais, a 21
o
14’ de latitude S e 40
o
17’ de longitude W e tipo de clima Cwa,
segundo a classificação de Kopen.
3.2 Ensaios preliminares
Inicialmente, foram realizadas coletas de pendões de plantas de milho,
os quais foram secados em BOD, a 25
o
C, para a retirada de grãos de pólen.
Como eles não se desprenderam das anteras nesta tentativa, foi necessária a
coleta no campo, em sacos de papel. Para tal procedimento, os pendões foram
agitados dentro destes sacos, o que permitiu a soltura dos grãos de pólen das
anteras.
Foram realizados alguns ensaios preliminares para definir algumas
condições necessárias para a melhor condução do experimento principal. O
primeiro ensaio preliminar definiu o melhor meio de cultura e a temperatura de
incubação para a avaliação da germinação dos grãos de pólen. O segundo ensaio
preliminar foi realizado para estabelecer o melhor horário de coleta e o terceiro e
último ensaio preliminar, para determinar a tolerância dos grãos de pólen à
secagem em dois sais.
Os grãos de pólen utilizados para a realização dos ensaios preliminares
foram coletados, pela manhã, em uma lavoura conduzida com o híbrido GNZ
2004, da empresa Geneze Sementes Ltda., em área do Departamento de
Agricultura da UFLA.
14
3.2.1 Definição do meio de cultura e da temperatura de incubação para a
germinação dos grãos de pólen
Foram avaliados seis meios de cultura, nas temperaturas de 25º e 30ºC
(Tabela 1). Os elementos componentes dos meios foram dissolvidos em água
destilada e aquecidos em forno microondas até a dissolução completa dos
componentes. Para o aquecimento dos meios, foi utilizado um aparelho
microondas, na potência 10, marca Brastemp, modelo BPM 40 ESAAB, série 4
AGO 83154. Cerca de 20 mL de meio ainda quente foram colocados em cada
placa de Petri. Placas contendo os meios de cultura foram colocadas em estufa
tipo BOD até atingirem a temperatura constante de 25ºC e de 30ºC. Os grãos de
pólen foram coletados às nove horas da manhã e uma amostra foi colocada nas
placas de Petri. Depois de 2 horas de incubação, foi realizada a contagem de
grãos de pólen germinados, com auxílio de microscópio óptico com objetiva de
aumento de 10 vezes, avaliando quatro campos de visão, correspondendo a
quatro repetições. Foram considerados germinados os grãos que apresentaram
tubo polínico de comprimento igual ou superior ao diâmetro do próprio pólen.
TABELA1. Composição dos meios de cultura utilizados para a avaliação da
germinação in vitro de grãos de pólen de milho. UFLA, Lavras, MG
2008.
Meio (n°) Sacarose (%) H
3
BO
3
(%) Na Cl (%) Agar (%)
M1 20 - 0,15 -
M2 10 0,03 0,15 -
M3 17 0,01 0,03 0,7
M4 15 0,03 - 1,0
M5 15 0,02 0,03 1,0
M6 30 - - 0,8
15
3.2.2 Definição do melhor horário de coleta dos grãos de pólen
Foram realizadas coletas de grãos de pólen às 9, às 14 e às 16 horas.
Amostras foram incubadas no meio de cultura M2 (Tabela 1), a 25ºC, conforme
resultados obtidos no primeiro ensaio preliminar e conforme metodologia
descrita anteriormente. Após duas horas em estufa tipo BOD, avaliou-se o
número de grãos de pólen germinados, conforme descrito no item 3.2.1.
3.2.3 Determinação da tolerância dos grãos de pólen à secagem sob
diferentes sais
Para testar a tolerância à dessecação, os grãos de pólen foram
submetidos à secagem, por meio do controle artificial da umidade do ar no
interior de caixas de acrílico tipo gerbox, sendo estas mantidas sob temperatura
de 25ºC. Foram avaliados dois sais para a realização dessas secagens, o cloreto
de sódio e o cloreto de lítio.
No fundo de cada caixa de acrílico, foi colocada uma solução
higroscópica do sal dissolvido em água destilada, até a formação de uma pasta.
Os grãos de pólen foram colocados sobre o fundo telado, dentro das caixas tipo
gerbox, sobre papel germitest, para evitar o contato com a solução salina. Foram,
então, mantidos por períodos correspondentes a quatro, seis, oito e dez horas.
Foi utilizado também um tratamento testemunha, correspondente aos grãos de
pólen que não foram submetidos à secagem. No momento da coleta dos grãos de
pólen e após cada tempo de secagem, foi avaliado o teor de água destes, por
meio do teste da estufa (Brasil, 1992
). Após cada tempo de secagem, a
viabilidade dos grãos de pólen foi avaliada por meio do teste de germinação e do
teste do corante.
O teste de germinação foi realizado como já descrito, no meio de cultura
M2, à temperatura de 25ºC e incubados em BOD, por duas horas.
16
Posteriormente, avaliou-se a germinação em microscópio óptico.
Para o teste do corante, os grãos de pólen foram submetidos a lâminas
com corante Alexander, cuja composição é: 20 mL de álcool etílico absoluto, 20
mg de verde malaquita , 50 mL de água destilada, 40 mL de glicerol, 100 mg de
fucsina ácida, 5 g de fenol e 2 mL de ácido lático. Sobre cada lâmina foi
colocada uma lamínula, as quais foram armazenadas, por 24 horas, em geladeira,
a 4ºC, em câmara úmida. Após 24 horas de armazenamento, foram feitas as
avaliações, em microscópio de luz, de quatro campos de visão, correspondendo a
quatro repetições. Os polens corados de roxo foram considerados viáveis e os
corados de verde, inviáveis.
3.3 Germinação e viabilidade de grãos de pólen de milho armazenados em
diferentes ambientes e secados a diferentes teores de água
Para a coleta de grãos de pólen, foi implantado um campo de milho em
área do Departamento de Agricultura, com as cultivares correspondendo à
linhagem Le-57 e o híbrido simples GNZ 2004. O plantio foi feito 15 dias antes
da instalação do campo, para as avaliações in vivo, ou seja, no dia 8/11/2006.
Este campo foi composto de 28 parcelas, para o híbrido simples GNZ 2004 e de
40 parcelas da linhagem Le-57, sendo ambos com duas linhas de seis metros de
comprimento.
Para a análise in vivo, no dia 23/11/2006, foram instalados dois campos
com a linhagem Le-57 e o híbrido simples GNZ-2004. Esses campos foram
compostos por 28 parcelas de duas linhas de seis metros para cada genótipo com
quatro repetições. Antes da semeadura, as sementes foram umedecidas com
água, na quantidade de 1% do peso e tratadas com os fungicidas Captan e Tecto
600®, na dosagem 100g/100 kg e 40g/100kg de sementes e com o inseticida
Futur, na dosagem de 2L/100kg de sementes.
17
A coleta dos grãos de pólen do híbrido e da linhagem foi realizada aos
56 dias após a semeadura, às nove horas da manhã, com temperatura média do ar
de 23,2ºC e umidade relativa de 77,5%.
3.3.1 Avaliação in vivo e in vitro
Uma parte dos grãos de pólen foi secada utilizando NaCl, por 4 horas e a
outra parte não foi submetida à secagem. Foi utilizado o método da estufa para
determinação do teor de água dos grãos pólen, segundo Brasil (1992). No
momento da coleta, os grãos de pólen que não foram submetidos à secagem
estavam com 51,7% de teor de água e os que foram secados por quatro horas
continham 29,4% do teor de água. Em seguida, os grãos de pólen com 51,7% e
com 29,4% de teor de água foram colocados em tubos tipo Eppendorf de 5 ml e
armazenados em geladeira (4ºC), em deep freezer (-86ºC) e em nitrogênio
líquido (-196ºC). Para os grãos de pólen do híbrido, o armazenamento foi de 14
dias e, para a linhagem, de 16 dias.
Após 14 dias de armazenamento, foi realizada a avaliação dos grãos de
pólen, por meio do teste in vivo, no híbrido e após 16 dias, na linhagem. Para
isso, Eppendorfs com 5 ml de grãos de pólen armazenados foram levados para o
campo e realizadas as autofecundações, em 10 plantas por parcela, das
respectivas cultivares, quando as mesmas apresentavam estilo-estigma
receptivos (3 a 5 cm). As plantas que receberam os grãos de pólen armazenados
tiveram seus estilos-estigmas protegidos anteriormente com sacos plásticos. Para
a realização da autofecundação, os grãos de pólen armazenados foram levados
para o campo em Eppendorf de 5 ml, dentro de caixas de isopor com gelo, para
preservação da temperatura do material.
No mesmo momento em que foi feita a avaliação in vivo dos grãos de
pólen de milho por meio de autofecundações de plantas no campo,
18
foram realizados o teste de germinação e o teste do corante. O teste de
germinação foi realizado da mesma maneira como descrito anteriormente, em
meio de cultura M2 e na temperatura de 25ºC, sendo incubados em BOD por
duas horas. A germinação foi avaliada com auxílio do microscópio óptico. No
teste do corante, os grãos de pólen foram submetidos a lâminas com corante
Alexander e, sobre cada lâmina, foi colocada uma lamínula, que foram
armazenadas, por 24 horas, em geladeira, a 4ºC, em câmara úmida. Após 24
horas de armazenamento em geladeira, foram feitas as avaliações em
microscópio de luz, avaliando-se quatro campos de visão, correspondendo a
quatro repetições. Os polens corados de roxo foram considerados viáveis e os
corados de verde, inviáveis.
A colheita das espigas autofecundadas foi realizada no dia 3/04/2007, ou
seja, 130 dias após o plantio. Após a colheita, foi avaliada a viabilidade dos
grãos de pólen armazenados sob diferentes condições por meio da contagem do
número de sementes formadas por espiga.
3.4 Procedimento estatístico
No primeiro ensaio preliminar que definiu o melhor meio de cultura e a
temperatura para incubação dos grãos de pólen, foi utilizado o delineamento
inteiramente ao acaso em esquema fatorial 6 (meios de cultura) x 2
(temperaturas), com quatro repetições. No segundo ensaio preliminar, que
definiu o melhor horário de coleta utilizou-se o delineamento inteiramente ao
acaso, com três tratamentos (horários de coleta) e sete repetições. No terceiro
ensaio preliminar, em que foi determinada a tolerância dos grãos de pólen à
dessecação tanto para a germinação quanto para a viabilidade, foi utilizado o
delineamento inteiramente ao acaso, com nove tratamentos (teores de água e
sais) e três repetições.
19
Todas as médias foram agrupadas, pelo teste de Skott Knot, a 5% de
probabilidade.
Para a avaliação da germinação e da viabilidade dos grãos de pólen, foi
utilizado o delineamento inteiramente ao acaso, em esquema fatorial 3
(ambientes de armazenamento) x 2 (teores de água de grãos de pólen), mais um
tratamento adicional (testemunha) caracterizado por grãos de pólen que não
foram submetidos à secagem e ao armazenamento, com quatro repetições.
Para a avaliação in vivo, foi seguido o delineamento em blocos ao acaso,
em esquema fatorial 3 (ambientes de armazenamento) x 2 (teores de água de
grãos de pólen), mais um tratamento adicional (testemunha) caracterizado por
grãos de pólen que não foram submetidos à secagem e ao armazenamento, com
quatro repetições. O tratamento adicional (testemunha) foi comparado com os
outros tratamentos pela utilização de contrastes caracterizados da seguinte
forma: adicional versus teor de água de 51,7%; adicional versus teor de água de
29,4%; adicional versus armazenamento em nitrogênio líquido; adicional versus
armazenamento em geladeira e adicional versus armazenamento em deep
freezer.
3.5 Análises eletroforéticas de enzimas
Para as análises eletroforéticas, foram utilizadas duas amostras de pólen,
considerando todos os tratamentos avaliados. Foram retiradas subamostras de
100 mg, às quais foi adicionado o tampão de extração (Tris HCl 0,2 M pH 8), na
quantidade de 2,5 vezes o peso de cada amostra e 0,1% de β-mercaptoetanol. O
material foi colocado em geladeira “over night” e, depois, foi centrifugado a
14.000 rpm, por 30 minutos, a 4ºC. Foram aplicados 40-60 µL do sobrenadante
no gel. Para a revelação das enzimas, foram seguidas as metodologias propostas
por Alfenas (1998), descritas a seguir.
20
3.5.1 Esterase
Para a revelação da enzima, foram preparadas duas soluções. A solução
1 foi composta de 50 mg de α-naftil acetato e 50 mg de β-naftil acetato,
dissolvidos em 10 mL de acetona 50%. A solução 2 foi composta de 100 mL de
Tris HCl 0,05 M pH 7,1 e 100 mg de Fast Blue RR. A solução foi filtrada e o
seu volume foi completado para 100 mL, com 3mL da solução 1. O gel foi,
então, mergulhado na solução reveladora e mantido a 37ºC até o aparecimento
das bandas.
3.5.2 Superóxido dismutase (SOD)
Foram dissolvidos 4 mg de riboflavina e 300 mg de EDTA em solução
tampão. Em seguida, foi adicionado MTT para a revelação. O gel foi incubado a
30º-37ºC, exposto a luz, até as bandas acromáticas aparecerem. A solução foi
descartada e o gel fixado em solução aquosa de glicerol a 10%.
3.5.3 Peroxidase
Em 100 mL de tampão acetato de sódio 0,1M com pH 4,5 (q.s.q.), foram
acrescentados 32 mg de O-dianisidina bi-HCl e 2 mL de H
2
O
2
(3%). O gel foi
incubado a 30°-37°C, até as bandas aparecerem. A solução foi descartada e o gel
fixado em solução aquosa de glicerol a 10%.
3.5.4 Malato desidrogenase (MDH)
Foram dissolvidos 0,015g de NAD em 2,8 mL de DL malato 10% (pH
8,5) e adicionados 67,2 mL de MTT e 2 mL de PMS 1%. O gel foi incubado a
30°-37°C, até as bandas aparecerem.
21
3.5.5 Proteínas resistentes ao calor
As amostras de grãos de pólen de cada tratamento, tanto do híbrido
quanto da linhagem, foram retiradas do deep freezer, tendo sido separados 200
mg de cada material em microtubos, para aplicação de 300 µl de tampão de
extração (50mM tris-HCl-7,5; 500 mM NaCl; 5mM MgCl
2;
1mM PMSF) e
Antipain, na proporção de 5 mg para cada ml de tampão. Em seguida, os
microtubos foram agitados em Vortex e levados para centrífuga, a 14.000 g, por
20 minutos, a 4
o
C. O sobrenadante foi, então, incubado em banho-maria, a 85
o
C,
por 15 minutos e novamente centrifugado, por 30 minutos, como acima referido.
O sobrenadante foi vertido em microtubos e o pellet descartado. Antes da
aplicação, os microtubos contendo 45 μl do extrato de proteína + 23 μl do
tampão da amostra (5 ml de glicerol, 2,5 ml de solução tampão do gel
concentrador, 2,5 mg de azul de bromofenol, completando o volume para 25 ml
de água destilada) foram levados ao banho-maria, em ebulição, por 5 minutos.
Foram aplicados 40 µl de cada amostra em gel de poliacrilamida SDS-PAGE a
12,5 % (gel separador) e 6% (gel concentrador).
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 Ensaios preliminares
4.1.1 Definição do meio de cultura e da temperatura de incubação para
germinação dos grãos de pólen
Pela análise de variância dos dados (Tabela 1A), observa-se diferença
significativa nos valores de germinação dos grãos de pólen submetidos aos
diferentes meios de cultura e temperatura, e também para a interação meios de
cultura e temperaturas. À temperatura de 25°C, maiores valores de germinação
foram encontrados quando foi utilizado o meio M2, seguido pelo M1
22
e o M3. Nos meios de cultura M4, M5 e M6, a germinação dos grãos de pólen
foi nula, o que também ocorreu à temperatura de 30°C (Tabela 2). Sob esta
temperatura foi observado maior valor de germinação no M1, seguido pelo M2 e
o M3.
Nos meios M4, M5 e M6 não foi observada diferença significativa na
percentagem de germinação, nas duas temperaturas. Já para os meios M2 e M3,
a maior germinação foi observada à temperatura de 25°
C.
Tabela 2. Resultados médios de germinação (%) de grãos de pólen em
diferentes meios de cultura, nas temperaturas de 25° e 30°C.
UFLA, Lavras MG, 2008
Meios de cultura 25°C 30°C
M1 38,96 Ab 40,06 Aa
M2 55,85 Aa 21,98 Bb
M3 7,87 Ac 3,43 Bc
M4 0,0 Ad 0,0 Ad
M5 0,0 Ad 0,0 Ad
M6 0,0 Ad 0,0 Ad
Médias seguidas da mesma letra minúscula na coluna e maiúscula na linha não
diferem entre si, pelo teste de Scott Knott, a 5% de probabilidade.
A sacarose empregada em todos os meios de cultura tem a finalidade de
proporcionar o equilíbrio osmótico entre o pólen e o meio de germinação e
fornecer energia para auxiliar o processo de desenvolvimento do tubo polínico
(Stanley & Linskens, 1974). Almeida et al. (2002) demonstraram que os meios
contendo teor de sacarose entre 10% e 20% proporcionaram maior germinação,
sendo a concentração em torno de 10% a mais indicada para a germinação in
vitro de grãos de pólen de milho. Estes resultados são semelhantes aos obtidos
neste trabalho. Nota-se que, nos meios M
1
e M
2
, em que foram utilizados 10%
23
e 20% de sacarose, foram observadas as maiores médias de germinação. A
menor germinação do meio M3 deve ser sido resultante da adição de ágar, que
pode servir como barreira física, impedindo a germinação do tubo polínico.
Já o boro tem se mostrado um elemento que maximiza a germinação in
vitro. Segundo Pfahler (1968), a adição de boro é importante e suas respostas
são variáveis conforme a espécie.
Pio et al. (2004) encontraram, em citros, maior quantidade de tubos
polínicos soltos da estrutura do pólen na ausência de boro, para todas as
variedades testadas. O cálcio, assim como o boro, também foi indicado como
promotor na germinação e no elongamento do tubo polínico.
Um fator de grande importância para a germinação de grãos de pólen in
vitro é a consistência do meio de cultura. Os meios líquidos têm uma
desvantagem porque ocorre um desprendimento do tubo, dificultando a
avaliação, além de provocar uma subestimativa da viabilidade dos gametas, uma
vez que os grãos de pólen sem tubo polínico não são considerados germinados.
Por outro lado, altas concentrações de ágar podem servir como barreira física,
impedindo a germinação do tubo polínico (Almeida et al., 2002).
A percentagem
de germinação nula obtida nos meios M4, M5, M6 pode ser conseqüência da
adição de ágar ao meio de cultura.
Com base nos resultados deste ensaio preliminar, definiu-se que o
melhor meio de cultura para a germinação dos grãos de pólen de milho foi o
meio M2, incubado em BOD por duas horas, a 25°
C.
4.1.2 Definição do melhor horário de coleta dos grãos de pólen
Foram observadas diferenças significativas nas percentagens de
germinação de grãos de pólen coletados em diferentes horários (Tabela 2A). O
horário de 9 horas da manhã foi o mais adequado para a coleta, por proporcionar
maiores valores de germinação (Tabela 3). Nesse horário, a umidade relativa
24
do ar era de 80% e a temperatura do ambiente de 19,5°C. No decorrer do dia,
com o aumento da temperatura e a diminuição da umidade relativa do ar, houve
redução nos valores de porcentagem de germinação dos grãos de pólen.
Com base nesses resultados, estabeleceu-se o horário das 9 horas da
manhã para a coleta de grão de pólen nos trabalhos posteriores.
TABELA 3. Porcentagem de germinação de grão de pólen, em função de
diferentes horários de coleta. UFLA, Lavras MG, 2008.
Horário de coleta Germinação
09 horas 60,00 a
14 horas 47,13 b
16 horas 36,63 c
Médias seguidas da mesma letra não diferem entre si, pelo teste de Scott Knott, a
5% de probabilidade.
4.1.3 Determinação da tolerância dos grãos de pólen à secagem
Constataram-se diferenças significativas na percentagem de germinação
de grãos de pólen em função dos diferentes teores de água e sais utilizados no
processo de secagem dos grãos de pólen (Tabelas 3A e 4A). Quando os grãos de
pólen não foram secados e possuíam umidade de 51,7%, a germinação foi de
70,67% (Tabela 4).
Percebe-se que quando os grãos de pólen foram secados com NaCl,
obtiveram-se maiores médias de germinação. Já para a viabilidade avaliada com
o corante Alexander, maiores valores foram encontrados quando os grãos de
pólen foram secados com cloreto de lítio.
É sabido que o teste do corante pode superestimar a viabilidade dos
grãos de pólen. Isto foi observado quando se compararam os valores de
germinação com os de viabilidade, por isso a necessidade de fazer uma
correlação com algum outro teste. Estabeleceu-se que a secagem dos
25
grãos de pólen deve ser realizada com NaCl, uma vez que as médias de
germinação foram maiores e sem grandes variações.
O valor máximo de germinação (70,67%) foi obtido no tratamento
testemunha. Com a diminuição dos teores de água do pólen, considerando o
NaCl, os valores de germinação decresceram até 14,26% quando os grãos de
pólen se encontravam com 10,04% de água, depois de secados por dez horas em
cloreto de sódio. Isso evidencia que os grãos de pólen perdem a viabilidade à
medida que são dessecados. Resultados semelhantes foram encontrados por
Roeckel-Drevet et al. (1995), que encontraram maior percentagem de
germinação, com umidade do grão de pólen entre 40% e 50% .
Assim, adotou-se o método de secagem artificial em cloreto de sódio,
devido às maiores médias de germinação.
TABELA 4 Resultados do ensaio preliminar da tolerância dos grãos de pólen à
secagem com diferentes sais. UFLA, Lavras, MG, 2008.
Tratamentos Teor de água Germinação Viabilidade
Testemunha 51,7% 70,67 a 89,84 b
4 hs NaCl 29,4% 48,43 b 89,77 b
4 hs LiCl 28,3% 27,01 c 94,78 a
6 hs NaCl 21,7% 34,17 c 99,31 a
6 hs LiCl 20,2% 32,90 c 100,00 a
8 hs NaCl 17,6% 20,47 d 83,82 b
8 hs LiCl 15,9% 3,71 e 96,97 a
10 hs NaCl 10,4% 14,26 d 97,92 a
10 hs LiCl 9,1% 10,05 e 45,64 c
Médias seguidas da mesma letra minúscula na coluna não diferem entre si, pelo
teste de Scott Knott, a 5% de probabilidade.
26
4.2 Germinação e viabilidade de grãos de pólen de milho armazenados em
diferentes ambientes e com diferentes teores de água
Para o número de sementes formadas por espiga, considerando o híbrido
GNZ 2004, não foram constatadas diferenças significativas para todas as fontes
de variação avaliadas (Tabela 5A). Desse modo, o número de sementes
formadas independe do ambiente de armazenamento e da umidade inicial do
grão de pólen (Tabelas 5 e 6).
Quando o tratamento adicional foi comparado com os outros
tratamentos, constatou-se significância para todos os contrastes testados (Tabela
5A). Isso indica que foi constatado maior número de sementes por espiga
formada no híbrido quando os grãos de pólen não foram secados nem
armazenados. Este valor foi, em média, de 517 sementes por espiga, que é
superior à maior média do contraste caracterizado pelos tratamentos nos quais os
grãos de pólen foram armazenados em nitrogênio líquido (18 sementes por
espiga).
Com base nestes resultados, constata-se a dificuldade de armazenagem
de grãos de pólen de milho. Segundo Fehr & Hadley (1980), esses grãos têm
uma membrana muito fina, que oferece pouca proteção, por isso a viabilidade
pode ser perdida em poucos minutos após a coleta, devido à dessecação.
TABELA 5. Número médio de sementes formadas por espiga do híbrido GNZ
2004, provenientes de grãos de pólen armazenados em diferentes
ambientes. UFLA, Lavras, MG, 2008.
Ambientes de armazenamento Número de sementes por espiga
Nitrogênio 8,89 a
Geladeira 8,53 a
Deep freezer 6,02 a
Médias seguidas da mesma letra não diferem entre si, pelo teste de Scott Knott, a
5% de probabilidade.
27
TABELA 6. Número médio de sementes por espiga do híbrido GNZ 2004,
provenientes de grãos de pólen com diferentes teores de água.
UFLA, Lavras, MG, 2008.
Teores de água Número de sementes por espiga
51,7% 6,69 a
29,4% 8,94 a
Médias seguidas da mesma letra não diferem entre si, pelo teste de Scott Knott, a
5% de probabilidade.
Constatou-se a presença de interação significativa entre os teores de
água e os ambientes de armazenamento para a germinação e a percentagem de
viabilidade de grãos de pólen do híbrido GNZ 2004 (Tabela 6A). Quando os
grãos de pólen não foram secados, ou seja, estavam com 51,7% de teor de água,
maior germinação foi observada quado estes foram armazenados em deep
freezer e em nitrogênio líquido (Tabela 7); quando estavam com 29,4% de água,
maiores valores de germinação foram obtidos quando os grãos foram
armazenamenados em geladeira e em nitrogênio líquido.
Nos grãos de pólen armazenados em geladeira e em nitrogênio líquido,
maiores valores de germinação foram encontrados quando estes foram secados
por 4 horas e apressentavam 29,4% de teor de água. Para os grãos de pólen
armazenados em deep freezer, maiores valores de germinação foram
encontrados quando estes não foram secados e apresentavam 51,7% de teor de
água.
Quando o tratamento adicional foi utilizado para avaliar a percentagem
de germinação de grãos de pólen do híbrido, não foi observada diferença
significativa entre os valores da testemunha (71,45%) e os valores de
germinação dos grãos de pólen armazenados em nitrogênio (55,58%).
28
Ferreira et al. (2007) observaram que as maiores médias de germinação
são encontradas quando os grãos de pólen de milho não são submetidos à
secagem e ao armazenamento.
TABELA 7. Percentagem de germinação de grãos de pólen do híbrido GNZ
2004 armazenados em diferentes ambientes e com diferentes
teores de água. UFLA, Lavras, MG, 2008.
Ambiente
Teor de água
Deep freezer
Geladeira
Nitrogênio
51,7%
52,38 aA
12,88 bB
38,78 bA
29,4%
7,34 bB
74,77 aA
72,39 aA
Médias seguidas pela mesma letra minúscula na coluna e maiúscula na linha não
diferem entre si, pelo teste de Scott Knott, a 5% de probabilidade.
Para a viabilidade dos grãos de pólen do híbrido, quando os grãos de
pólen não foram secados, foi observada maior viabilidade quando estes foram
armazenados em geladeira (Tabela 8). Almeida et al. (2002) mostraram que a
geladeira proporcionou maior conservação de grãos de pólen de milho em
relação ao freezer, quando estes apresentavam 20% de água. Esses resultados se
assemelham aos obtidos por Everett (1958), que concluiu que a melhor
temperatura para o armazenamento de grãos de pólen de milho está entre -7
o
C e
4
o
C.
Quando os grãos de pólen estavam com 29,4% de teor de água, os
maiores valores de viabilidade foram obtidos quando estes foram
armazenamenados em nitrogênio líquido. Para os grãos armazenados em deep
freezer e em geladeira, não foram observadas diferenças entre as
29
percentagens de viabilidade dos grãos de pólen com e sem secagem.
Considerando os contrastes com o tratamento adicional, para a
viabilidade dos grãos de pólen do híbrido, não foi constatada significância entre
os valores da testemunha (76,69%) e os valores de viabilidade dos grãos
armazenados em nitrogênio (53,48%) e em geladeira (67,66%) (Tabela 6A).
TABELA 8. Percentagem de viabilidade de grãos de pólen do híbrido GNZ
2004 armazenados em diferentes ambientes e com diferentes
teores de água. UFLA, Lavras, MG, 2008.
Ambiente
Teor de água
Deep freezer
Geladeira
Nitrogênio
51,7%
15,33aB
65,69 aA
15,73 bB
29,4%
1,61 aC
69,68 aB
91,23 aA
Médias seguidas pela mesma letra minúscula na coluna e maiúscula na linha não
diferem entre si, pelo teste de Scott Knott, a 5% de probabilidade.
Para o número de sementes formadas na espiga da linhagem Le 57, não
foi detectada significância para nenhuma das fontes de variação avaliada (Tabela
7A, 9 e 10). Como nos grãos de pólen do híbrido, quando foi avaliado o
contraste do tratamento adicional com os outros tratamentos, constatou-se
significância para todos os contrastes testados (Tabela 7A). Isso indica que foi
constatado maior número de sementes por espiga formadas na linhagem quando
os grãos de pólen não foram secados nem armazenados (159 sementes por
espiga).
30
Ressalta-se, mais uma vez, a dificuldade da armazenagem de grãos de
pólen de milho. Vale ressaltar que esse tipo de grão é trinucleado, sendo menos
tolerante à secagem. Sousa (1988) afirmou que isso pode ocorrer porque a
segunda divisão meiótica priva o grão de pólen de reservas que garantam maior
longevidade.
Ferreira et al. (2007) observaram que maior número de sementes
formadas por espiga foi encontrado no tratamento testemunha, tanto para o
híbrido quanto para a linhagem, quando as autofecundações foram realizadas
com grãos de pólen não submetidos à secagem e ao armazenamento. Esses
resultados estão de acordo com os obtidos neste trabalho.
Pfahler (1967) encontrou que a armazenagem de grãos de pólen de
milho por um dia a 5
0
C não proporcionou mudança na habilidade para
fertilização. Observa-se, então, que a armazenagem de grão de pólen de milho
pode ser realizada por pequenos períodos.
Percebe-se que o número de sementes formadas por espiga e a
germinação da linhagem foram muito inferiores quando comparados com os
valores do híbrido. Sabe-se que a célula-mãe do grão de pólen tem a mesma
constituição genética da planta-mãe e que, no híbrido, existe a heterose, ou vigor
híbrido, que é o desempenho do híbrido em relação à média dos progenitores. Já
as linhagens são endogâmicas, com os locos em homozigose Ramalho et al,
2000. Este melhor desempenho do híbrido pode ter passado para os grãos de
pólen, influenciando, então, estes resultados.
31
TABELA 9. Número médio de sementes formadas por espiga da linhagem Le-
57, provenientes de grãos de pólen armazenados em diferentes
ambientes. UFLA, Lavras, MG, 2008.
Ambientes de armazenamento Número de sementes por espiga
Nitrogênio 3,76 a
Geladeira 3,96 a
Deep freezer 5,43 a
Médias seguidas pela mesma letra não diferem entre si, pelo teste de Scott
Knott, a 5% de probabilidade.
TABELA 10. Número médio de sementes por espiga da Linhagem Le-57,
provenientes de grãos de pólen com diferentes teores de água.
UFLA, Lavras, MG, 2008.
Teores de água Número de sementes por espiga
51,7% 4,13 a
29,4% 4,63 a
Médias seguidas pela mesma letra não diferem entre si, pelo teste de Scott
Knott, a 5% de probabilidade.
Para a percentagem de viabilidade dos grãos de pólen da linhagem Le
57, constatou-se a presença de interação significativa entre o teor de água e o
ambiente de armazenamento (Tabela 8A). Quando os grãos de pólen da
linhagem não foram secados, foi observada maior viabilidade quando estes
foram armazenados em geladeira (Tabela 11). Já quando estes estavam com
29,4% de teor água, os maiores valores de viabilidade foram obtidos quando os
grãos de pólen foram armazenamenados em nitrogênio e em deep freezer.
Quando o tratamento adicional foi comparado com os outros
tratamentos, constatou-se significância para todos os contrastes testados (Tabela
8A). Isso indica que foi constatada maior viabilidade dos grãos de pólen da
linhagem quando os grãos de pólen não foram secados nem armazenados
(65,22%).
32
TABELA 11. Viabilidade de grãos de pólen da linhagem Le 57 armazenados
em diferentes ambientes e com diferentes teores de água. UFLA,
Lavras, MG, 2008.
Ambiente
Teor de água
Deep freezer
Geladeira
Nitrogênio
51,7%
0 Cb
97,14 Aa
7,29 Bb
29,4%
76,58 Aa
0,78 Bb
66,63 Aa
Médias seguidas pela mesma letra minúscula na coluna e maiúscula na linha não
diferem entre si, pelo teste de Scott Knott, a 5% de probabilidade.
Para a germinação de grãos de pólen da linhagem, constatou-se efeito
isolado do ambiente de armazenamento e do teor de água (Tabela 8A). Maiores
valores de germinação foram observados quando os grãos de pólen foram
armazenados em deep freezer e em nitrogênio líquido (Tabela 12) e quando os
grãos de pólen foram secados até o teor de água de 29,4% (Tabela 13).
Na avaliação dos contrastes do tratamento adicional com os outros
tratamentos, para a germinação dos grãos de pólen da linhagem, diferenças
significativas foram observadas naqueles em que os grãos de pólen continham
51,7% de teor de água (26,25%) e quando foram armazenados em geladeira
(5,04%). Em ambos os contrastes, os maiores valores de germinação foram
observados quando os grãos de pólen não sofreram secagem artificial e nem
foram armazenados (61,58%) (Tabela 8A).
33
TABELA 12. Percentagem de germinação de grãos de pólen da linhagem Le 57
armazenados em diferentes ambientes. UFLA, Lavras, MG, 2008.
Ambientes de armazenamento Germinação (%)
Nitrogênio líquido 49,0 a
Geladeira 5,04 b
Deep freezer 51,12 a
Médias seguidas pela mesma letra não diferem entre si, pelo teste de Scott
Knott, a 5% de probabilidade.
TABELA 13 Percentagem de germinação de grãos de pólen da linhagem Le 57
com diferentes teores de água. UFLA, Lavras, MG, 2008.
Teores de água Germinação (%)
51,7% 26,25 b
29,4% 47,86 a
Médias seguidas pela mesma letra não diferem entre si, pelo teste de Scott
Knott, a 5% de probabilidade.
4.3 Atividade de enzimas nos grãos de pólen
Para a linhagem, foi observada menor atividade da enzima esterase em
grãos de pólen armazenados em geladeira e com 51,7% e 29,4% de teor de água
(Figura 1). Nesse ambiente de armazenamento, foi observado o menor valor de
germinação dos grãos de pólen (Tabela 12). Menor viabilidade foi observada nos
grãos armazenados em geladeira, com 29,4% de teor de água (Tabela 11). No
entanto, nesse ambiente, foi observada maior viabilidade dos grãos de pólen
armazenados com 51,7% de teor de água. Foi observada, ainda, maior atividade
dessa enzima em grãos armazenados em deep freezer, ambiente em que foi
observada neles maior germinação. Já para os grãos de pólen do híbrido, foi
constatada maior atividade da enzima quando estes foram armazenados com
29,4% de teor de água, independente do ambiente de armazenamento. Os valores
de viabilidade e de germinação dos grãos de pólen de plantas híbridas variaram
34
com o ambiente de armazenamento e com os teores de água desses grãos.
A esterase é uma enzima que atua em ésteres de membrana e pode estar
relacionada com a deterioração de tecidos (Santos et al., 2004). Nessa pesquisa,
não houve relação entre as perdas de viabilidade e de germinação, com a
atividade desta enzima. Em grãos de pólen com diferentes níveis de germinação
e de viabilidade, houve variações não consistentes na atividade desta enzima.
FIGURA 1. Padrões da enzima esterase em grãos de pólen de milho com teores
de água de 51,7% e de 29,4%, armazenados em nitrogênio líquido
(N), em geladeira (G) e em deep freezer (D). UFLA, Lavras, MG,
2008.
Híbrido
Linhagem
51,7%
29,4%
51,7% 29,4%
N G
D D
G
N N G
D D
G
N
35
Para o sistema enzimático malato desidrogenase (MDH) (Figura 2), os
grãos de pólen da linhagem que foram armazenados com 51,7% de teor de água
em geladeira apresentaram maior intensidade nas bandas. Nesse mesmo
tratamento, foi observado maior valor de viabilidade (Tabela 11). Para os grãos
de pólen do híbrido, observou-se o desaparecimento de bandas no zimograma
dos grãos de pólen que foram armazenados em geladeira e em deep freezer, com
29,4% de teor de água. Nos grãos armazenados nessas condições, houve menor
viabilidade, quando comparada à observada em nitrogênio (Tabela 8).
A malato desidrogenase (MDH) é uma enzima importante na via
aeróbica da respiração. Dessa forma, a manutenção da atividade dessa enzima
parece importante para a preservação da viabilidade dos grãos de pólen.
A MDH tem sido utilizada como um dos marcadores de qualidade
fisiológica em sementes de diferentes espécies. Aumento na sua atividade foi
observado em sementes envelhecidas de milho e de algodão (Brandão Júnior,
1996, Vieira 1996).
Essa enzima catalisa a conversão de malato a oxaloacetato e tem uma
importante função dentro do ciclo de Krebs, além de participar do movimento de
malato por meio da membrana mitocondrial e de outros compartimentos
celulares. Geralmente, é de natureza constitutiva com atividade não limitante em
todas as organelas e no citoplasma.
Lima et al. (2003) observaram grande variabilidade na atividade da
malato desidrogenase em grão de pólen e em folhas de diferentes cultivares de
pessegueiro e de nectarina, tornando essa enzima importante na caracterização
de cultivares destas fruteiras.
36
FIGURA 2. Padrões da enzima malato desidrogenase em grãos de pólen de
milho com teores de água de 51,7% e de 29,4%, armazenados em
nitrogênio líquido (N), em geladeira (G) e em deep freezer (D).
UFLA, Lavras, MG, 2008.
Para o sistema enzimático peroxidase (Figura 3), não foram observadas
diferenças significativas entre os padrões eletroforéticos dos grãos de pólen do
híbrido. Já em relação aos padrões observados para a linhagem, menor atividade
dessa enzima foi observada em grãos de pólen que foram armazenados em
geladeira, com 51,7% de teor de água. Nos grãos armazenados nessas condições
foi observado maior valor de viabilidade (Tabela 11).
Provavelmente, houve menor presença de radicais livres formados
nesses grãos de pólen durante o armazenamento e, conseqüentemente, menor
necessidade dessa enzima, que está envolvida na remoção de radicais
Híbrido
Linhagem
51,7%
29,4%
51,7% 29,4%
N G
D
D
G
N N G
D
D
G
N
37
livres, os quais estão presentes durante a deterioração de tecidos.
Já nos grãos de pólen armazenados em deep freezer, com 51,7%, houve
maior atividade dessa enzima e, nesse tratamento, foi observada menor
viabilidade (Tabela 11). No entanto, nos grãos de pólen com 29,4% de teor de
água e armazenados também em deep freezer, houve alta atividade da enzima
peroxidase e maior viabilidade dos grãos de pólen. Assim, a atividade dessa
enzima parece estar diretamente relacionada ao teor de água dos grãos de pólen.
FIGURA 3. Padrões da enzima peroxidase em grãos de pólen de milho com
teores de água de 51,7% e de 29,4%, armazenados em nitrogênio
líquido (N), em geladeira (G) e em deep freezer (D). UFLA,
Lavras, MG, 2008.
Observou-se maior atividade da enzima superóxido dismutase (Figura 4)
nos grãos de pólen do híbrido que foram armazenados em nitrogênio líquido e
em geladeira, com 51,7% de teor de água, e menor atividade nos que foram
Híbrido
Linhagem
51,7%
29,4%
51,7% 29,4%
N G
D
D
G
N N G
D
D
G
N
38
armazenados em deep freezer. Esta enzima está presente no citoplasma celular e
na matriz mitocondrial, catalisando a reação de desmutação do O
2
tóxico para O
2
e H
2
O
2
. Este composto formado deve ser removido por outras enzimas, como a
catalase e a peroxidase.
Menor viabilidade foi observada em grãos de pólen armazenados nessas
condições, em que pode ocorrer oxidação com perdas na viabilidade. Já para os
grãos armazenados com 29,4% não houve diferença na atividade dessa enzima,
independente do ambiente de armazenamento.
FIGURA 4. Padrões da enzima superóxido dismutase em grãos de pólen de
milho com teores de água de 51,7 e de 29,4%, armazenados em
nitrogênio líquido (N), em geladeira (G) e em deep freezer (D).
UFLA, Lavras, MG, 2008.
Híbrido
Linhagem
51,7%
29,4%
51,7% 29,4%
N G
D D
G
N N G
D D
G
N
39
Pelo perfil eletroforético de proteínas resistentes ao calor (Figura 5),
pôde-se observar a predominância de bandas de baixo peso molecular, ao redor
de 10 KDa.
FIGURA 5. Perfil eletroforético de proteínas extraídas pelo calor em grãos de
pólen de milho com teores de água de 51,7% e de 29,4%,
armazenados em nitrogênio líquido (N), em geladeira (G) e em
deep freezer (D). UFLA, Lavras, MG, 2008.
Híbrido
Linhagem
51,7%
29,4%
51,7% 29,4%
220
40
15
10
25
30
70
N G
D D
G
N
N G
D
D
G
N
40
Em sementes intolerantes à dessecação, também há predominância de
proteínas resistentes ao calor com baixo peso molecular. Dessa forma, essa
predominância pode estar contribuindo para que a tolerância à dessecação dos
grãos de pólen de milho seja baixa. Isso pôde ser observado também nos
resultados obtidos para viabilidade, germinação e número de sementes por
espiga, nos quais houve redução desses valores, quando os grãos de pólen foram
submetidos à secagem.
As proteínas resistentes ao calor são formadas, principalmente, no final
do processo de desenvolvimento das sementes e estão relacionadas com a
tolerância à dessecação porque são altamente hidrofílicas e mantêm a estrutura
de membranas de organelas organizada.
Os marcadores enzimáticos, avaliados isoladamente, não são seguros
para predizer a viabilidade de grãos de pólen submetidos à secagem e
armazenados sob diferentes condições. No entanto, por meio dos zimogramas,
observaram-se variações nas atividades dessas enzimas nos grãos de pólen
armazenados sob diferentes condições. Isso indica que há mudanças, no âmbito
bioquímico, em grãos de pólen submetidos à secagem e armazenados sob
diferentes condições. Essas mudanças, no conjunto, podem, de alguma forma,
influenciar a viabilidade dos grãos de pólen.
41
5 CONCLUSÕES
Maiores valores de germinação dos grãos de pólen foram observados em
meio de cultura contendo 10% de sacarose, 0,03% de ácido bórico e 0,15% de
cloreto de sódio a 25ºC e quando a coleta foi realizada às 9 horas.
O poder germinativo dos grãos de pólen reduz-se com a dessecação.
A conservação de grãos de pólen de milho varia com os ambientes de
armazenamento e com os teores de água, e torna-se reduzida com o
armazenamento.
Diferentes padrões protéicos foram observados em grãos de pólen
armazenados sob diferentes condições.
42
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45
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46
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structure associated with desiccation tolerance in developing maize embryos.
Plant Physiology, Rockville, v.116, n.3, p.1169-1177, Mar. 1998.
47
ANEXOS
Página
TABELA 1 A
Resumo da análise de variância (QM) dos dados
relativos à percentagem de germinação de grãos
de pólen de milho submetidos a diferentes meios
de cultura e temperaturas. UFLA, Lavras, MG,
2008.........................................................................
49
TABELA 2 A
Resumo da análise de variância (QM) dos dados
relativos à percentagem de germinação de grãos
de pólen, em função de diferentes horários de
coleta. UFLA, Lavras, MG, 2008...........................
49
TABELA 3 A
Resumo da análise de variância (QM) dos dados
relativos à percentagem de germinação de grãos
de pólen de milho secados com diferentes sais e
com diferentes teores de água. UFLA, Lavras,
MG, 2008................................................................
50
TABELA 4 A
Resumo da análise de variância (QM) dos dados
relativos à percentagem de viabilidade de grãos de
pólen de milho secados com diferentes sais e com
diferentes teores de água. UFLA, Lavras, MG,
2008.........................................................................
50
48
TABELA 5A
Resumo da análise de variância (QM) dos dados
relativos ao número de sementes formadas por
espigas provenientes de grãos de pólen do híbrido
GNZ 2004, armazenados em diferentes ambientes
e com diferentes teores de água. UFLA, Lavras,
MG, 2008................................................................
51
TABELA 6 A
Resumo da análise de variância (QM) dos dados
relativos à germinação e à viabilidade de grãos de
pólen do híbrido GNZ 2004, armazenados em
diferentes ambientes e com diferentes teores de
água. UFLA, Lavras, MG, 2008..............................
52
TABELA 7 A
Resumo da análise de variância (QM) dos dados
relativos ao número de sementes por espiga
provenientes de grãos de pólen da linhagem Le
57, armazenados em diferentes ambientes e com
diferentes teores de água. UFLA, Lavras, MG,
2008.........................................................................
53
TABELA 8 A
Resumo da análise de variância (QM) dos dados
relativos à percentagem de germinação e de
viabilidade de grãos de pólen da linhagem Le 57,
armazenados em diferentes ambientes e com
diferentes teores de água. UFLA, Lavras, MG,
2008.........................................................................
54
49
TABELA 1A. Resumo da análise de variância dos dados relativos à
percentagem de germinação de grãos de pólen de milho
submetidos a diferentes meios de cultura e temperaturas.
UFLA, Lavras, MG, 2008.
Fontes de variação GL Quadrados médios
Meios de Cultura 5 3086,80*
Temperatura 1 461,67 *
Meios x Temp. 5 375,06 *
Erro 36
Total 47
Média 14,01
CV 47,06
* significativo, a 5% de probabilidade, pelo teste F.
TABELA 2A.. Resumo da análise de variância dos dados relativos à
percentagem de germinação de grãos de pólen, em função de
diferentes horários de coleta. UFLA, Lavras, MG, 2008.
FV GL QM
Horários 2 1096,54 *
Erro 21 70,03
Total 23
CV 14,63
50
TABELA 3A. Resumo da análise de variância dos dados relativos à
percentagem de germinação de grãos de pólen de milho
secados com diferentes sais e com diferentes teores de água.
UFLA, Lavras, MG, 2008.
Fonte de variação GL Quadrados Médios
Tratamentos 8 1293,00*
Erro 18 88,05
Total 26
Média 29,1
CV(%) 32,27
* significativo, a 5% de probabilidade, pelo teste F.
TABELA 4A. Resumo da análise de variância dos dados relativos à
percentagem de viabilidade de grãos de pólen de milho
secados com diferentes sais e com diferentes teores de água.
UFLA, Lavras, MG, 2008.
Fonte de variação GL Quadrados Médios
Tratamentos 8 866,71 *
Erro 18 61,32
Total 26
Média 88,7
CV (%) 8,83
* significativo, a 5% de probabilidade, pelo teste F.
51
TABELA 5A. Resumo da análise de variância dos dados relativos ao número de
sementes formadas por espiga provenientes de grãos de pólen do
híbrido GNZ 2004, armazenados em diferentes ambientes e com
diferentes teores de água. UFLA, Lavras, MG, 2008.
FV GL QM
Ambiente (A) 2 19,62
Teores (T) 1 30,35
A*T 2 94,14
Bloco 3 62,22
Média 7,81
CV (%) 79,54
Tratamento adicional
Adicional versus 51,7% 1 782977,24 **
Adicional versus 29,4% 1 776098,17 **
Adicional versus nitrogênio 1 689990,51 **
Adicional versus geladeira 1 690967,50 **
Adicional versus deep freezer 1 697812,18 **
Média 80,64
CV (%) 13,70
52
TABELA 6A. Resumo da análise de variância (QM) dos dados relativos à
germinação e à viabilidade de grãos de pólen do híbrido GNZ
2004, armazenados em diferentes ambientes e com diferentes
teores de água. UFLA, Lavras, MG, 2008.
QM
FV GL Germinação Viabilidade
Ambiente(A) 2 0,21** 1,29**
Teores (T) 1 0,16 0,49**
A*T 2 0,90** 0,94**
Média 1,18
CV (%) 16,30
Tratamento adicional 1
Adicional versus
51,7%
1 0,49** 0,92**
Adicional versus
29,4%
1 0,18** 0,22**
Adicional versus
nitrogênio
1 0,07 0,18
Adicional versus
geladeira
1 0,26** 0,03
Adicional versus deep
freezer
1 0,64** 2,01 **
Média 1,23 1,23
CV (%) 14,56 17,65
53
TABELA 7A. Resumo da análise de variância (QM) dos dados relativos ao
número de sementes por espiga provenientes de grãos de pólen
da linhagem Le 57, armazenados em diferentes ambientes e com
diferentes teores de água. UFLA, Lavras, MG, 2008.
FV GL QM
Ambiente (A) 2 6,61
Teores(T) 1 1,51
A*T 2 3,79
Bloco 3 6,55
Média 57,52
CV (%) 4,38
Tratamento adicional
Adicional versus 51,7% 1 72477,71**
Adicional versus 29,4% 1 72011,00**
Adicional versus
nitrogênio
1 64733,45**
Adicional versus
geladeira
1 64566,12**
Adicional versus deep
freezer
1 63355,96**
Média 26,55
CV (%) 61,39
54
TABELA 8A. Resumo da análise de variância (QM) dos dados relativos à
germinação e à viabilidade de grãos de pólen da linhagem Le
57, armazenados em diferentes ambientes e com diferentes
teores de água. UFLA, Lavras, MG, 2008.
QM
FV GL Germinação Viabilidade
Ambiente(A) 2 1,44** 0,09
Teores(T) 1 0,38** 0,11
A*T 2 0,02 3,62**
Média 1,07 1,13
CV (%) 17,37 12,15
Tratamento
adicional
Adicional versus
51,7%
0,62** 0,43**
Adicional versus
29,4%
0,13 0,18**
Adicional versus
nitrogênio
0,04 0,31**
Adicional versus
geladeira
1,78** 0,10**
Adicional versus
deep freezer
0,01 0,43**
Média 1,12 1,17
CV (%) 15,71 11,05
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