Atividade de superóxido dismutase em sementes de mamona (Ricinus communis L.) sob restrição hídrica

Abstract

O óleo obtido através das sementes de mamona possui diversas aplicações industriais, produzido na sua maior parte por pequenos agricultores na região do semiárido nordestino. A mamona possui boa adaptação a condições abióticas distintas sendo cultivada em todo território nacional, porém, em regiões com pouca disponibilidade de água sua produtividade é reduzida. Possui grande variabilidade genética, fisiológica e morfológica, que podem ser melhor exploradas para melhoramento genético. O estresse por déficit hídrico tem sido apontado como principal causa da perda de produtividade, onde a melhor capacidade adaptativa a esse estresse tem sido associado com a melhor resposta de enzimas antioxidantes. A superóxido dismutase (SOD) primeira linha de defesa enzimática antioxidante tem sido apontada como uma enzima chave na melhor tolerância de plantas a estresses. O objetivo desse trabalho foi caracterizar genótipos de mamona através da morfologia e fisiologia de suas sementes, a partir disso, escolher dois genótipos contrastantes em vigor de sementes e avaliar o efeito do osmocondicionamento no vigor através do vigor de sementes e da atividade de superóxido dismutase. A partir da caracterização morfométrica das sementes foi possível categoriza-las em três grupos pelo seu volume (pequenas, médias e grandes). O genótipo IAC226, (semente pequena), e os genótipos NORDESTINA, ‘MPA34’ e ‘MPA11’ (semente média) apresentaram-se como melhores genótipos nos parâmetros fisiológicos, houve uma prevalência de genòtipos com sementes de tamanho médio que obtiveram melhores resultados. Os genótipos ‘MPA34’ (maior vigor) e ‘BRS PARAGUAÇU’ (menor vigor) foram escolhidos para os teste de osmocondicionamento por por apresentarem diferença no vigor de sementes, após o osmocondicionamento mostraram resposta diferente ao osmocondicionamento, o genótipo ‘MPA34’ não apresentou melhoria na sua qualidade fisiológica enquanto que o genótipo ‘BRS PARAGUAÇU’ melhorou a porcentagem de plântulas normais (PPN) e massa seca (MS) alcançando o efeito de priming após o osmocondicionamento. As sementes de mamona mostraram padrão trifásico de embebição, porêm, sementes do genótipo ‘BRS PARAGUAÇU’ demonstraram embeber mais água durante a germinação. O genótipo ‘BRS PARAGUAÇU’ obteve menor variação da atividade de SOD tanto em radícula quanto em cotilédone que o genótipo ‘MPA34’ entre os potenciais osmóticos e tempo de embebição. A menor variação da atividade de SOD em radícula e cotilédone nos diferentes tempos de embebição e potenciais osmóticos e o efeito de priming alcançado pelo genótipo ‘BRS PARAGUAÇU’ pode indicar uma melhor tolerância a estresse hídrico em relação ao genótipo ‘MPA34’.

The oil obtained from the castor bean has multiple industrial applications, and is produced mostly by small farmers in the northeastern semiarid region of Brazil. Castor has good adaptation to different abiotic conditions being cultivated throughout the country, but in areas with limited availability of water the productivity is reduced. It has great genetic, physiological and morphological variability, which can be better exploited for breeding. The drought stress has been appointed as a major cause of productivity loss, where the best adaptive capacity to this stress has been associated with the best response of antioxidant enzymes. Superoxide dismutase (SOD) is the first line of antioxidant defense enzymes and has been identified as a key enzyme in better tolerance of plants to abiotic stresses. The objective of this study was to characterize the seed morphophysiology of castor bean genotypes, choose two contrasting genotypes in seed vigor and evaluate the effect of priming by means of seed vigor and activity of superoxide dismutase. From the morphometric characterization of the seeds was possible categorize them into three groups by their size (small, medium and large). The IAC226 (small seeds), and NORDESTINA, ‘MPA34’ and ‘MPA11’ genotypes (medium seeds) were presented as best genotypes in physiological parameters, where the prevalence of genotypes with medium-sized seeds have shown best germinability profiles. Genotypes ‘MPA34’ (best vigor) and ‘BRS PARAGUAÇU’ (lowest vigor) were chosen for the priming test for because of their contrasting differences in seed vigor, but which showed opposite physiological responses after priming, i.e. the ‘MPA34’ genotype did not present improvement in their physiological quality, while ‘BRS PARAGUAÇU’ genotype improved the percentage of normal seedlings (PPN) and dry matter (DM) as positive priming effects. Castor seeds showed the standard three-phase germination profile, however, seeds of ‘BRS PARAGUAÇU’ imbibed more water during germination. ‘BRS PARAGUAÇU’ had lower variation of SOD activity in both radicle as in cotyledons. The smallest variation of SOD activity in radicle and cotyledon in different times of imbibition and osmotic potential and the effect of priming reached by ‘BRS PARAGUAÇU’ may indicate a better tolerance to drought stress in relation to ‘MPA34’.