Chemical composition and structural characterization of contrasting colors of soybean seed coats / Composição química e caracterização estrutural de tegumentos de sementes de soja com cores contrastantes

ABSTRACT

Seed coats provide protection to seeds and present differential traits between soybean genotypes. The aim of this study was to determine the chemical composition and analyze the internal coat structure of soybean genotypes with contrasting seed coat color, as well as to evaluate the rate of water absorption by seeds. Four genotypes were tested two genotypes with black seed coat (IAC and TP lines) and two genotypes with yellow seed coat (BMX Potência RR and CD 202 cultivars).The seeds of the four genotypes were grown during the 2012/0213 crop season, in a greenhouse at the Embrapa Clima Temperado - Estação Experimental Terras Baixas. After the harvest, the seeds were stored in controlled conditions for five months. After this period, concentration of phenolic compounds, antioxidant potential, anthocyanins, carotenoids, and lignin in seed coats were determined at the Universidade Federal de Pelotas. Internal coat structure was examined on anatomical slides and documented with image capturing software using a microscope at the Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Universidade de São Paulo. Finally, water absorption of contrasting seeds was evaluated at 42 hours of imbibition. Experimental design was completely randomized with five replicates. Data were subjected to analysis of variance and the means were compared by Tukeys test, at 5% probability level. Coat structure was characterized by the image analysis. Imbibition data were subjected to regression analysis.The concentration of phenolic compounds, antioxidant potential, anthocyanins, carotenoids, and ligninare higher in black coated genotypes. Their palisade layer and hourglass cells are thicker and the former are more lignified in black seed coats compared to yellow seed coats. The water gain by the seeds is dependent on the conditions in which the seeds were formed and varied between genotypes, independent of coat coloration and lignin concentration.(AU)

RESUMO

Os tegumentos desempenham importante função de proteção às sementes, e podem apresentar características diferenciais entre os genótipos de soja. O objetivo do trabalho foi determinar a composição química e analisar a estrutura interna dos tegumentos de genótipos de soja com cores contrastantes, assim como avaliar a absorção de água destas sementes. Foram testados quatro genótipos sendo dois de tegumento preto (linhagens IAC e TP) e dois de tegumento amarelo (cultivares BMX Potência RR e CD 202). Inicialmente, as sementes dos quatro genótipos foram multiplicadas, na safra 2012/2013, em casa de vegetação, na Embrapa Clima Temperado - Estação Experimental Terras Baixas. Após a colheita, as sementes ficaram armazenadas, sob condições controladas, durante cinco meses. Depois desse período, junto à UFPel, se determinou a concentração de compostos fenólicos, potencial antioxidante, antocianinas, carotenóides e lignina dos tegumentos. Também se analisou a estrutura interna destes, por meio de cortes anatômicos, sendo a documentação dos resultados realizada pela captura de imagens em microscópio, na Esalq-USP. Por fim, a absorção de água das sementes também foi avaliada, por um período de quarenta e duas horas de embebição. O delineamento foi o inteiramente casualizado, com cinco repetições. Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey, ao nível de 5% de probabilidade; com exceção da caracterização estrutural, que constou apenas da análise de imagens. Os dados de embebição foram submetidos à análise de regressão. As concentraçõesde compostos fenólicos, potencial antioxidante, antocianinas, carotenóides e lignina são maiores nos genótipos de tegumento preto. Esses possuem a camada paliçádica e as células em ampulheta mais espessas em comparação aos genótipos de tegumento amarelo, sendo a camada paliçádica, também, mais lignificada nos tegumentos pretos.(AU)