Seedling length and soybean seed vigor / Comprimento de plântulas e vigor de sementes de soja

ABSTRACT: The differentiation of seedling growth and development is the result of the vigor level of the seed lot. Because of this, knowing the seedling growth curve is essential for the evaluation of the seedling length test, to be carried out at the moment when any differences in vigor really manifest, thus being able to reduce the time of evaluation of the test. In this research, the objective was to determine the most efficient time interval to perform the seedling length test in soybean seeds, depending on the vigor levels. The evaluated characteristics were percentage of seed germination, first germination count, emergency, days for emergence, aerial, root and total length (evaluated every 12 hours), aerial, root and total dry mass in completely randomized design. High vigor seeds originated seedlings with higher growth rates (cm. h-1), with vigor being one of the factors that interfere in the seedling length test. After 96 hours of the seedling length test, there was a statistical differentiation between the three vigor levels tested. The soybean seedling length test between lots, with different vigor, can be performed 96 hours after sowing.

RESUMO: A diferenciação do crescimento e desenvolvimento das plântulas, é resultado do nível de vigor do lote das sementes. Em virtude disto, conhecer a curva de crescimento das plântulas é fundamental para que a avaliação do teste de comprimento de plântulas, seja realizada no momento em que realmente se manifestem as eventuais diferenças de vigor, podendo assim reduzir o tempo de avaliação do teste. No trabalho, o objetivo foi determinar o intervalo de tempo mais eficiente para realizar o teste de comprimento de plântula em sementes de soja, em função dos níveis de vigor. As características avaliadas foram germinação, primeira contagem de germinação, emergência, dias para emergência, comprimento de parte aérea, raiz e total (avaliados de 12 em 12 horas), massa seca de parte aérea, raiz e total em delineamento inteiramente casualizado. As sementes de alto vigor originaram plântulas com maiores taxas de crescimento (cm. h-1), sendo o vigor um dos fatores que interfere no teste de comprimento de plântulas. Após 96 horas do teste de comprimento de plântula ocorreu a diferenciação estatística entre os três níveis de vigor testados. O teste de comprimento de plântula de soja entre lotes, com vigor distinto, pode ser realizado 96 horas após a semeadura.

Influence of physiological and health quality on the vigor of cucumber seeds / Influência da qualidade fisiológica e sanitária no vigor de sementes de pepino

The physiological performance of seeds is related to their physiological quality and seed vigor, while their health quality may interfere with germination and early seedling establishment in the field due to the interaction of microorganisms associated with seeds. The study aimed to evaluate the physiological performance and health quality of cucumber seeds and to verify the relationship between these attributes. The physiological quality of cucumber seeds was evaluated by standard germination tests, first count of germination, controlled deterioration test, electrical conductivity test, seedling emergence, emergence speed index, and traditional accelerated aging and aging modified with saline for 48, 72, and 96 h. The health quality of cucumber seed lots was evaluated by blotter test. Stratification of cucumber seed lots by seedling emergence was similar to seedling emergence by controlled deterioration test, first count of germination, and electrical conductivity results. The cucumber seed lots evaluated showed high germination rates; however, lots 1 and 3 had a better performance in vigor tests than lots 2 and 4. Fungi detected in the blotter test were Alternaria sp., Aspergillus sp., Cladosporium sp., and Penicillium sp. Seed lots 2 and 4 had low vigor evaluated by seedling emergence and controlled deterioration, and showed a higher incidence of Penicillium sp. in the evaluation of health quality of seeds. The incidence of Penicillium sp. may negatively affect the vigor of cucumber seeds evaluated by seedling emergence and by controlled deterioration test.(AU)

O desempenho fisiológico de sementes diz respeito à sua qualidade fisiológica e vigor, enquanto a qualidade sanitária pode interferir na germinação e estabelecimento inicial de plântulas no campo devido à interação dos micro-organismos associados às sementes. O trabalho teve por objetivo avaliar o desempenho fisiológico e a qualidade sanitária de sementes de pepino e verificar a relação entre esses atributos. A qualidade fisiológica de sementes de pepino foi avaliada pelos testes de germinação, primeira contagem de germinação, deterioração controlada, condutividade elétrica, emergência de plântulas, índice de velocidade de emergência e envelhecimento acelerado tradicional e modificado com solução salina por 48, 72 e 96 horas. A qualidade sanitária das sementes foi avaliada pelo método do papel-filtro. A estratificação de lotes de sementes de pepino ocorreu de maneira similar à emergência de plântulas pelos testes de deterioração controlada, primeira contagem da germinação e condutividade elétrica. Os lotes de sementes de pepino avaliados apresentaram alto percentual de germinação; no entanto, os lotes 1 e 3 apresentaram melhor desempenho nos testes de vigor que os lotes 2 e 4. Os fungos detectados no teste do papel-filtro foram Alternaria sp., Aspergillus sp., Cladosporium sp. e Penicillium sp. Os lotes 2 e 4 de menor vigor avaliados pelos testes de emergência de plântulas e de deterioração controlada foram os mesmos que apresentaram maior incidência de Penicillium sp. na avaliação da qualidade sanitária das sementes. A incidência de Penicillium sp. pode influenciar negativamente o vigor de sementes de pepino avaliado pela emergência de plântulas pelo teste de deterioração controlada.(AU)

Rice Seed Production Under Conditions of Salinity Stres / Produção de sementes de arroz em condições de estresse por salinidade

ABSTRACT: In the present study, the objective was to evaluate the production and quality of rice seeds of four cultivars under conditions of saline stress caused by irrigation water. The work was carried out at the EliseuMaciel Agronomy College of the Universidade Federal de Pelotas, with four rice cultivars, IRGA 417, Avaxi CL, Inov CL and IAS 12-9 (Formosa). In the experiment, the following saline concentrations were used: 0; 12.5; 25; 37.5; 50; 75 and 100mM. After completing the crop cycle, the following agronomic characteristics were evaluated in each of the plants: number of panicles, total weight of panicles, percentage of full seeds, percentage of seedlings and weight of a thousand seeds. The physiological quality of the seeds harvested from the plants maintained under conditions of salinity stress was evaluated by germination and first count tests. Saline stress reduced the productivity and physiological quality of rice seeds, with different responses from the four cultivars used.

RESUMO: Na presente pesquisa o objetivo foi de avaliar a produção e a qualidade de sementes de arroz de quatro cultivares em condições de estresse salino causado pela água de irrigação. O trabalho foi realizado na Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel da Universidade Federal de Pelotas, com quatro cultivares de arroz: IRGA 417, Avaxi CL, Inov CL e IAS 12-9 (Formosa). Para o experimento utilizou-se as seguintes concentrações de salinidade: 0,0 , 12,5, 25 , 37,5 , 50 , 75 e 100mM. Após completar o ciclo da cultura, avaliaram-se as seguintes características agronômicas em cada uma das plantas: número e peso total das panículas, porcentagem de sementes cheias, chochas e peso de mil sementes. A qualidade fisiológica das sementes colhidas das plantas mantidas em condições de estresse por salinidade foi avaliada pelos testes de germinação e de primeira contagem. O estresse salino reduz a produtividade e a qualidade de sementes de arroz, com respostas diferenciadas dos cultivares quando submetidos a condições de estresse salino.

Physiological potential of irrigated rice seeds treated with amino acids and under salt stress / Potencial fisiológico de sementes de arroz irrigado tratadas com aminoácidos e submetidas a estresse salino

Salt stress in rice plants affects growth, development and crop yield. However, seed treatment can reduce the deleterious effects caused by salt stress. The use of amino acids in agriculture has increased, both in Brazil and in other countries, due to higher productivity and provide better quality of plants treated with amino acids. The objective of this study was to evaluate the effect of amino acid coating on the physiological potential of rice seeds under salt stress. The experimental design was a completely randomized three-way factorial design with two batches of seeds, two levels of amino acid treatment (with or without amino acid) and five salt concentrations (0.0, 25.0, 50.0, 75.0 and 100.0 mM) with four replicates. The physiological quality of seeds was assessed by a germination test, first germination count, cold test, accelerated aging, seedling shoot and root lengths, and dry weight of shoots and roots. It is concluded that the seed treatment with amino acids results in better physiological performance of rice seeds when subjected to salt stress, which affects negatively the physiological quality of seeds.

O estresse salino em plantas de arroz afeta o crescimento, o desenvolvimento e a produtividade da cultura. Sendo assim, o tratamento de sementes pode constituir uma tecnologia, para diminuir os efeitos deletérios causados pelo estresse salino. A utilização de aminoácidos se difundiu muito, tanto na agricultura brasileira quanto em outros países, devido aos benefícios proporcionados às plantas por meio do fornecimento de substâncias orgânicas que resultam em maiores produtividades e conferem melhor qualidade nas diversas culturas. Nesse contexto, o objetivo desta pesquisa foi avaliar o efeito da aplicação de aminoácidos, via tratamento de sementes, no potencial fisiológico de lotes de sementes de arroz submetidos ao estresse salino. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado em esquema fatorial AxBxC (Fator A- Lote 1 e Lote 2; Fator B- Com aminoácido e sem aminoácido; Fator C- concentrações salinas: 0, 25, 50, 75 e 100 mM), com quatro repetições. A qualidade fisiológica das sementes foi avaliada pelos testes de germinação, primeira contagem da germinação, teste de frio, envelhecimento acelerado, comprimento da parte aérea e raiz e massa seca da parte aérea e raiz. Conclui-se que o tratamento de sementes com aminoácidos proporciona melhor desempenho fisiológico de sementes de arroz quando submetidas a estresse salino, que afeta negativamente a qualidade fisiológica.

Respiratory activity in wheat seeds as related to physiological quality / Atividade respiratória em sementes de trigo correlacionada com a qualidade fisiológica

Seeds are a very important input for crops, and the use of low quality seeds and/or inadequate management affects the germination and hampers seedling emergence, which reduces the plant stand. There is a critical need for the development of rapid methods, which are both reliable and easy to perform, for evaluating the physiological potential of seeds. This would streamline the decision-making process regarding the management of lots and allow for the identification of seed lots of inadequate quality in the seed processing unit, which could then be discarded, and would consequently result in reduced costs associated with unnecessary processing. However, it is important that these methods are low cost and quick to perform. The aim of this study was to evaluate the correlation of respiratory activity of wheat seed, through Pettenkofer test, with tests that evaluate seeds physiological quality. We selected a seed lot of high physiological quality, then subjected the seeds to adverse temperature and relative humidity conditions to obtain different vigor levels. The adverse conditions used were 42ºC and 100% relative humidity, for periods of 6, 36, 66 and 96 hours. This process obtained seeds of five vigor levels which were subjected to the following tests: germination, field emergence, electrical conductivity, shoot and root length, total dry mass and respiratory activity. The results showed a negative correlation between respiratory activity and germination, emergence, shoot and root length and dry weight, whereas germination and emergence were strongly correlated with respiratory activity, r = -0.86 and r = -0.81, respectively. There was a significant positive correlation between conductivity and respiratory activity. Therefore, the respiratory activity test using the Pettenkofer method was correlated with other vigor tests, and allowed the classification of wheat seeds into lots of different levels of quality.

As sementes são um atributo muito importante para a cultura, sendo que o uso de sementes de baixa qualidade e/ou a gestão inadequada afeta a germinação e dificulta a emergência das plântulas, reduzindo o estande de plantas. A necessidade de métodos rápidos, confiáveis e de fácil execução é fundamental para a avaliação do potencial fisiológico das sementes. Eles poderiam agilizar as tomadas de decisões referentes ao manejo dos lotes e permitir o descarte de lotes de sementes com qualidade inadequada, na unidade de recepção e processamento de sementes, com a consequente redução de custos de um provável processamento desnecessário. Entretanto, é importante que os mesmos sejam de baixo custo e consideravelmente rápidos. O objetivo do presente trabalho foi correlacionar a atividade respiratória de sementes de trigo, através do teste de Pettenkofer, com testes que avaliam a qualidade fisiológica das sementes. Foi selecionado um lote de sementes com alta qualidade fisiológica e as mesmas foram submetidas a condições adversas de temperatura e umidade relativa do ar para obter diferentes níveis de vigor. As condições adversas foram de 42 ºC e 100% de umidade relativa, por períodos de seis, 36, 66 e 96 horas. Com o processo obteve-se cinco níveis de vigor e estas sementes foram submetidas aos seguintes testes: germinação, emergência a campo, condutividade elétrica, comprimento de parte aérea e raiz, massa seca total e atividade respiratória. Os resultados mostraram correlação negativa entre a atividade respiratória e os testes de germinação, emergência, comprimento da parte aérea e da raiz, e massa seca, sendo que o teste de germinação e a emergência apresentaram alta correlação com a atividade respiratória, r = -0,86 e r = - 0,81, respectivamente. Já a correlação da condutividade elétrica com a respiração foi significativa e positiva. Portanto, conclui-se que o teste da atividade respiratória pelo método de Pettenkofer se correlaciona com outros testes de vigor e permite a classificação dos lotes de sementes de trigo em diferentes níveis de qualidade.

Detection of genes providing salinity-tolerance in rice / Detecção de genes que conferem tolerância à salinidade em planta de arroz

The present study aimed to identify salinity-tolerant genes in three cultivars (BRS-7 Taim, BRS Querência and BRS Atalanta) of Oryza sativa L. ssp. indica S. Kato and in three cultivars (BRS Bojurú, IAS 12-9 Formosa and Goyakuman) of Oryza sativa L. ssp. japonica S. Kato. Ten days after emergence seedlings were transferred to a greenhouse and placed in a 15L vessel with half strength Hoagland nutrient solution, which was changed every four days, under controlled temperature and humidity. Plants were harvested 56 days after transfer. DNA extraction was carried out by CTAB method and salinity-tolerant genes SOS and CK1 were identified by in silico research. Amplification of gene sequence was performed with in silico primers. Bands were detected by agar gel electrophoresis and visualized under ultraviolet light after staining with ethidium bromide. Gene SOS1 fragments were present in all cultivars, except in BRS Atalanta, whereas CK1 gene was present in all evaluated cultivars. Results show that salinity-tolerant genes under analysis were identified in the two sub-species.

O estudo teve como objetivo identificar genes envolvidos na tolerância à salinidade em três cultivares (BRS-7 Taim, BRS Querência e BRS Atalanta) de Oryza sativa L. ssp. indica S. Kato e em três cultivares (BRS Bojurú, IAS 12-9 Formosa e Goyakuman) de Oryza sativa L. ssp. japonica S. Kato. As plântulas foram transferidas para casa de vegetação, sob temperatura e umidade relativa controladas, dez dias após a emergência e colocadas em bacia com capacidade para 15 litros, contendo solução nutritiva de Hoagland, meia força, a qual foi mudada em intervalos de quatro dias. A coleta foi aos 56 dias após a transferência. A extração de DNA foi realizada pelo método CTAB. Os genes SOS e CK1, envolvidos na tolerância à salinidade, foram identificados por meio de pesquisa in sílico . A amplificação das sequências do gene foi realizada utilizando-se primers também desenhados in sílico. As bandas foram detectadas por eletroforese em gel de agarose e visualizadas em luz ultravioleta após coloração com brometo de etídio. Fragmentos do gene SOS1 foram encontrados em todas as cultivares, exceto para BRS Atalanta. O gene CK1 esteve presente em todas as cultivares avaliadas. Os resultados mostram que os genes estudados estão presentes em ambas as subespécies.

Ácidos orgânicos na qualidade fisiológica de sementes de arroz / Effect of organic acids in physiological quality of rice

O alagamento do solo para o cultivo do arroz irrigado promove condições anaeróbias que favorecem a produção de ácidos orgânicos de cadeia curta, os quais podem ser tóxicos para a cultura. No presente trabalho, o objetivo foi avaliar a qualidade fisiológica de sementes de arroz irrigado cultivar 'IRGA 424', submetidas ao estresse por diferentes ácidos orgânicos, sendo selecionados aqueles formados no solo: acético, propiônico e butírico, utilizando-se as doses de 0, 4, 8, 12 e 16mM, nas quais as sementes foram embebidas por um período de 90 minutos e em seguida submetidas a testes de germinação e vigor (primeira contagem da germinação, comprimento e massa seca da parte aérea e raízes). Na avaliação da qualidade das sementes frente ao estresse por ácidos orgânicos, o comprimento das raízes foi mais eficiente para diferenciar a toxicidade nas doses de ácido acético, butírico e propiônico. O ácido butírico foi o mais prejudicial para sementes de arroz, afetando o desenvolvimento inicial das plântulas da cultivar 'IRGA 424'.

Flooding the soil for rice cultivation promotes anaerobic conditions that favor the production of short-chain organic acids, which can be toxic to the culture. This study aimed to evaluate the physiological quality of seeds of rice cultivar 'IRGA 424' subjected to stress by different organic acids. We studied three organic acids formed in the ground and five levels, namely: acetic, propionic, and butyric acid in doses 0, 4, 8, 12 and 16mM. The seeds were soaked in solutions and in the doses above, for a period of 90 minutes, after, were tested for germination and vigor (first count germination, shoot length and root and shoot dry mass and root). In evaluating the quality of the seed facing the stress by organic acids, the variable length of the roots was the most efficient to differentiate the toxicity by different doses of acetic acid, propionic and butyric. The butyric acid was the most damaging to rice seeds, affecting early development of seedlings of the cultivar 'IRGA 424'.

Teste de respiração em sementes de soja para avaliação da qualidade fisiológica / Respiration test soybean seed as related of physiological quality

Com a constante evolução tecnológica, a indústria sementeira exige cada vez mais rapidez na identificação da qualidade fisiológica das sementes. Nesse sentido, o trabalho teve por objetivo avaliar a eficiência e rapidez do método de Pettenkofer na determinação da atividade respiratória para diferenciar o vigor de cinco lotes de sementes de soja cv. 'Taura'. Além da determinação da atividade respiratória, foram realizados testes de germinação em areia, condutividade elétrica, comprimento de parte aérea e raiz, massa seca da parte aérea, das raízes e massa seca total. Os resultados dos testes de qualidade fisiológica e da atividade respiratória das sementes permitiram a classificação dos lotes em diferentes níveis de qualidade fisiológica, sendo que a determinação da atividade respiratória, pelo método de Pettenkofer, é eficiente, rápida e útil como alternativa na diferenciação do vigor de lotes de sementes de soja.

The seed industry with the constant technological developments increasingly requires quick identification of seed quality. Therefore, this study aimed to evaluate the efficiency and speed of the Pettenkofer method for the breathing activity determination in order to distinguish the effect of the vitality of seeds. Five seed lots of soybean cv. 'Taura' were used. Besides the determination of the breathing activity, the following benchmark tests were performed: moisture content, germination, electrical conductivity, shoot length, root and total dry mass. The results of benchmark tests and breathing activity of seeds allowed the classification of the lots at different levels of vitality. The determination of breathing activity by the Pettenkofer method is efficient, fast and useful as an alternative test to distinguish soybean seed lots.

Enzyme expression in indica and japonica rice cultivars under saline stress / Expressão de enzimas em cultivares de arroz indica e japonica sob estresse salino

The southern State of Rio Grande do Sul (RS) is the main rice producer in Brazil with a 60% participation of the national production and 86% participation of the region. Rice culture irrigation system is done by flooding, which leads to soil salinization, a major environmental constraint to production since it alters the plants' metabolism exposed to this type of stress. The indica cultivar, widely used in RS, has a higher sensitivity to salinity when compared to that of the japonica cultivar in other physiological aspects. Current research analyzes enzymes expression involved in salt-subjected indica and japonica rice cultivars' respiration. Oryza sativa L. spp. japonica S.Kato (BRS Bojuru, IAS 12-9 Formosa and Goyakuman) and Oryza sativa L. spp. indica S. Kato (BRS Taim-7, BRS Atalanta and BRS Querencia) were the cultivars employed. Seedlings were transferred to 15 L basins containing 50% Hoagland nutrient solution increased by 0, 25, 50, 75 and 100 mM NaCl, and collected at 14, 28 and 42 days after transfer (DAT). Plant tissues were macerated and placed in eppendorf tubes with Scandálios extractor solution. Electrophoresis was performed in 7% of the polyacrylamide gels in vertical vats. Bands were revealed for the following enzymes systems: esterase, alcohol dehydrogenase, phosphoglucoisomerase, malate dehydrogenase, malic enzyme and alpha amylase. The enzymes expression was greater in subspecies japonica, with more intense bands in proportion to salinity increase. Results show that enzyme systems are involved in the salinity defense mechanisms in O. sativa spp. japonica cultivar.

O Estado do Rio Grande do Sul (RS) destaca-se como principal produtor de arroz, participando com 60% da produção nacional e 86% da regional. O sistema de irrigação da cultura é por inundação, que induz o solo à salinização, um dos maiores limitadores ambientais à produção, alterando o metabolismo da plantas expostas a este tipo de estresse. As cultivares indicas amplamente utilizadas no RS demonstram maior suscetibilidade à salinidade quando comparadas às japonicas em outros aspectos fisiológicos. O objetivo da pesquisa foi analisar a expressão de enzimas envolvidas na respiração de cultivares de arroz, indica e japonica, submetidas à salinidade. Foram utilizadas cultivares de Oryza sativa L. spp. japonica S. Kato (BRS Bojuru, IAS 12-9 Formosa e Goyakuman) e de Oryza sativa L. spp. indica S. Kato (BRS-7 Taim, BRS Querência e BRS Atalanta). As plântulas foram transferidas para bacias de 15 L, contendo solução nutritiva de Hoagland meia força acrescida de 0, 25, 50, 75 e 100 mM de NaCl. A coleta foi aos 14, 28 e 42 dias. Os tecidos vegetais foram macerados e colocados em tubos eppendorf com solução extratora de Scandálios. A eletroforese foi realizada em géis de poliacrilamida 7% em cubas eletroforéticas verticais. As bandas foram reveladas para os sistemas enzimáticos esterase, álcool desidrogenase, fosfoglico isomerase, malato desidrogenase, enzima málica e alfa amilase. A expressão das enzimas foi maior na subespécie japonica, com bandas mais intensas conforme o aumento da salinidade. Conclui-se que tais sistemas enzimáticos estejam envolvidos em mecanismos de tolerância ao estresse salino nas cultivares de O. sativa spp. japonica.

Qualidade fisiológica de sementes de arroz submetidas à radiação gama / Physiological quality rice seed submitted to gamma radiation

O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da radiação gama (Co60) na qualidade fisiológica de sementes de arroz. O estudo foi realizado em três ensaios. No primeiro ensaio, sementes de arroz foram irradiadas com doses de 0; 1; 2,5 e 5Gy e, para o segundo e o terceiro ensaio, as sementes foram submetidas a envelhecimento acelerado, antes da irradiação. No segundo ensaio, as sementes foram dividas em úmidas e secas após envelhecimento acelerado e, então, foram irradiadas nas doses 0; 1; 2,5 e 5Gy. No terceiro ensaio, as sementes foram secas após o envelhecimento acelerado e irradiadas com doses de 0, 10, 25 e 50Gy. Para avaliação dos efeitos fisiológicos da radiação gama, foram realizados teste de germinação - TG, índice de velocidade de germinação - IVG e crescimento de plantas (comprimento de parte aérea e sistema radicular e massa seca total), em todos os ensaios. Foram determinadas as atividades enzimáticas da fosfatase ácida e alfa amilase nas sementes secas, no segundo ensaio. Os resultados obtidos nos ensaios indicam que as doses de radiação gama estudadas não afetam a qualidade fisiológica das sementes de arroz.

The objective of this research was to evaluate the effects of the gamma radiation (Co60) on the physiological quality of rice seeds. The research was carried out through three tests; in the first test rice seeds were irradiated at dosages of 0; 1; 2.5 and 5Gy, while for the second and third tests the seeds were subjected to accelerated aging before being irradiated. For the second test the seeds were divided into wet and dry and both groups subjected to accelerated aging previous to irradiation at dosages of 0; 1; 2.5 and 5Gy. For the third test the seeds were dried after being subjected to accelerated aging, and then irradiated at dosages of 0, 10, 25 and 50Gy. To assess the physiological effects of the gamma radiation, all seeds were tested for germination and their germination speed index recorded. Seedling growth was graded through the measurement of the lengths of the first leaf and seminal root system and total seedling dry weight, across all tests. The enzymatic activity of acid phosphatase and alpha-amylase was measured on dry seeds from the second test. The results from all tests indicate that the applied gamma radiation dosages did not cause any changes to the physiological quality of rice seeds.