Desempenho fisiológico e bioquímico de sementes de arroz vermelho em função da cor do pericarpo

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Desempenho fisiológico e bioquímico de sementes de arroz vermelho

em função da cor do pericarpo

Letícia Ramon de Medeiros1, Caio Sippel Dörr2, Murilo Bortolotti3, Lilian Madruga de Tunes4, Tiago Zanatta Aumonde4 e Luis Osmar Braga Schuch4

1

Eng. Agrônoma, Mestranda em Ciência e Tecnologia de Sementes/Fitotecnia-UFPEL. Bolsista CAPES. leticiardemedeiros@gmail.com 2

Eng. Agrônomo. Mestrando em Ciência e Tecnologia de Sementes/Fitotecnia-UFPEL. Bolsista CAPES. caiodorrcsd@gmail.com 3

Bolsista de Iniciação Científica do Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Sementes/Fitotecnia-UFPEL murilobortolotti@hotmail.com 4Eng. Agrônomo. Prof. Dr. Adjunto do Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Sementes/Fitotecnia-UFPEL. lilianmtunes@yahoo.com.br; tiago.aumonde@gmail.com; lobs@ufpel.edu.br.

Resumo - Influência da cor do pericarpo de sementes de arroz vermelho no desempenho fisiológico e bioquímico. O arroz vermelho (Oryza sativa L.) apresenta-se como principal planta invasora nas lavouras de arroz irrigado. De difícil controle, sua dispersão tem ocorrido principalmente por meio da contaminação em lotes de sementes de arroz irrigado. Por ser da mesma espécie do arroz cultivado há dificuldade para sua identificação na análise de pureza das sementes, devido à alta variabilidade genética entre os ecótipos de arroz vermelho consequentemente ampla variação nas características morfofisiológicas das sementes dificultando ainda mais sua identificação na análise de pureza. O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho fisiológico e bioquímico de uma cultivar de arroz vermelho separada em três variações de tons de vermelho do pericarpo. Para tanto foi realizada a quantificação da cor avermelhada do pericarpo, através da utilização de colorímetro digital, análise fisiológica através do teste de germinação e vigor, aplicação de testes rápidos bioquímicos como teste de hidróxido de potássio e avaliação da expressão isoenzimática. O delineamento experimental foi de blocos inteiramente casualizados com cinco repetições. As médias de tratamentos foram comparadas pelo teste de Tukey a 5%. Conclui-se que a diferença da intensidade da cor avermelhada no pericarpo está relacionada com a germinação e vigor das sementes de arroz vermelho e que os sistemas isoenzimáticos EST, GOT e MDH apresentaram diferenças na sua expressão entre os tratamentos.

Palavras-chave: análise de sementes, arroz daninho, orizicultura.

Physiological and biochemical performance of red rice seeds

as a function of pericarp color

Abstract - Red rice (Oryza sativa L.) is presented as the main weed in rice fields. Difficult to control, their dispersion has occurred primarily through contamination in seed lots of rice. To be the same species of cultivated rice is difficult to identify them in the analysis of seed purity, due to the high genetic variability among the red rice ecotypes therefore wide variation in morphological and physiological characteristics of seeds making it more difficult to identify them in purity analysis. The objective of this study was to evaluate the biochemical and physiological performance of a cultivar in three separate variations of shades of red pericarp red rice. For quantification of both the red color of the pericarp was performed by using a digital colorimeter physiological analysis by germination and vigor, application of biochemical tests rapid test as potassium hydroxide testing and evaluation of isoenzimatic expression. The experimental design was

a completely randomized design with five replications. The treatment means were compared by Tukey test at 5%. It is

concluded that the difference in the intensity of red color in the pericarp is related to germination and vigor of red rice and isoenzimatic systems EST, GOT and MDH showed differences in expression between treatments.

Keywords: seed testing, weedy rice, rice cultivation.

Introdução

O arroz (Oryza sativa L.) está entre os cereais mais produzidos e consumidos no mundo, juntamente com o milho e o trigo, se destacam pela sua importância na alimentação humana.

A principal planta invasora da lavoura de arroz irrigado é o arroz vermelho sendo também caracterizada por ser de difícil controle pelo fato de ser da mesma espécie cultivada (Santos et al., 2007).

Devido à ocorrência de cruzamentos naturais de arroz vermelho com cultivares comerciais, biótipos de arroz vermelho estão cada vez mais semelhantes ao do arroz cultivado. Para distinção destas plantas nos campos de

produção de sementes, utiliza-se principalmente a verificação de características morfológicas como porte elevado, maior susceptibilidade ao acamamento, formato semente oblonga com pericarpovermelho.

A presença do arroz vermelho na indústria de arroz branco polido reduz a qualidade do produto, além de necessitar de maior polimento ocasionando danos nos grãos, afetando seu aspecto visual, a separação ocorre por meio da seleção por cor em grãos descascados, separando o grão branco do vermelho. Na produção de sementes ainda há poucas alternativas, pois para verificação da sua presença na análise de pureza realiza-se somente o descasque das sementes, onde a análise visual apresenta-se ineficiente.

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22 Tecnol. & Ciên. Agropec., João Pessoa, v.9, n.1, p. 21-28, mar. 2015 Os métodos padronizados, exigidos no boletim de análise para determinação da qualidade de sementes de arroz, não exigem testes complementares para verificação de outras cultivares e arroz vermelho (BRASIL, 2013).

Os atributos fisiológicos das sementes estão relacionados com a capacidade do metabolismo da mesma em expressar seu potencial que inclui o percentual de germinação como mais importante, dormência e vigor (PESKE et al., 2006). As plantas produzem uma diversidade de compostos orgânicos conhecidos como metabólitos secundários, os mesmos apresentam papéis na respiração, fotossíntese, transporte de solutos, translocação, síntese de proteínas, assimilação de nutrientes, eles ainda apresentam a função de defender os vegetais contar ataque de patógenos, agem como atrativo para animais polinizadores e atuam como agentes na competição planta-planta (Taiz & Zeiger, 2013).

Os compostos fenólicos apresentam grande diversidade de funções nos vegetais e apresentam três grupos principais, fenilalanina, antocianinas, tanino dos quais dois últimos fazem parte da composição do pericarpo do arroz vermelho. Portanto o mesmo é assim denominado devido à cor avermelhada presente no pericarpo das sementes, que ocorre pelo o acúmulo de tanino ou antocianina sendo que esta manifestação da cor origina-se de um par de genes com dominância simples (Agostinetto et al., 2001).

A utilização de testes rápidos para determinação da pureza varietal, como testes bioquímicos de fenol e hidróxido de potássio, apresentam-se como importantes ferramentas auxiliares para determinação da qualidade física em lotes de sementes de arroz, sendo de fácil realização permitindo resposta em poucas horas (UFSM, 2014).

Já a análise da atividade isoenzimática está entre as técnicas de marcadores bioquímicos utilizadas a mais de 40 anos, onde as isoenzimas são resultado da expressão genética e são influenciadas pelo ambiente (Malone et al., 2007).

A composição química da semente é influenciada e regulada por fatores genéticos e o ambiente podendo variar consideravelmente de espécie para espécie ou entre cultivares de uma mesma espécie (Peske et al., 2006). A semente de arroz descasca é um fruto, chamado cariopse, a mesma sendo composto por pericarpo, tegumento, camadas de aleurona, gérmen e endosperma (Hackbart, 2003).

As isoenzimas são resultados da expressão de genes e também são bastante influenciadas pelo ambiente, pois os genes que controlam esta expressão manifestam-se em determinados estádios do desenvolvimento e em órgãos e tecidos específicos, ou sob um determinado estímulo (Malone et al., 2007).

A caracterização de cultivares por métodos bioquímicos tem sido utilizada para auxiliar na identificação de contaminações genéticas nas sementes. A análise isoenzimática fornece ampla informação genética

que servem para estudos diversos, entre eles a identificação de hibridação natural entre o arroz cultivado e o arroz vermelho (Malone et al., 2006).

Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho fisiológico e bioquímico em sementes de arroz vermelho, classificadas em três tons de vermelho na região do pericarpo.

Material e métodos

O experimento foi realizado no Laboratório Didático de Análise de Sementes do Programa de Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Sementes da Universidade Federal de Pelotas, RS, Brasil.

Foram utilizados três tratamentos com cinco repetições, onde inicialmente foram selecionadas visualmente a classificação de três tons de vermelho na região do pericarpo de sementes de arroz vermelho da mesma cultivar, a quantificação da cor foi realizada com o auxílio de Colorímetro Minolta modelo CR 300, utilizando-se o sistema CIEL*a*b*, em que os valores de luminosidade (L*) variam entre zero (preto) e 100 (branco), os valores das coordenadas de cromaticidade a* e b*, variam de – a* (verde) a + a* (vermelho), e de b* variam de – b*( azul) até + b* ( amarelo) (Bible & Singha,1997). O Croma é a relação entre os valores de a* e b*, em que se obtém a real cor do objeto analisado. Hue-Angle é o ângulo formado entre a* e b*, que indica a saturação da cor do objeto (Bible & Singha, 1997).

Para cálculo do Croma foi utilizada a fórmula matemática (1) e, para se calcular Hue-Angle, utiliza-se a fórmula (2).

C = √(a²+b²) (1) Hº = arctg b*/a* (2) Os tratamentos foram classificados em T1- vermelho forte, T2- vermelho médio e T3- vermelho fraco. Após esta classificação foi realizada a avaliação da qualidade fisiológica e análise bioquímica das sementes.

Foi realizado o teste de germinação em que se utilizou 100 sementes para cada tratamento, com cinco repetições de 20 sementes, semeadas em “Gerbox” sobre duas folhas de papel mata-borrão umedecidas com água destilada, na proporção de 2,5 vezes a massa do papel seco.

Juntamente com o teste de germinação, aos cinco dias após a semeadura avaliou-se a porcentagem da primeira contagem de germinação (PCG) e aos 14 dias após a semeadura (DAS) avaliou-se a porcentagem de germinação das sementes (GS), considerando semente germinada aquela que emitiu radícula e/ou parte aérea independente de seu comprimento, sementes duras, mortas, normais e anormais conforme as Regras para Análise de Sementes (RAS) (BRASIL, 2009).

Utilizando-se as mesmas plântulas do teste de germinação, avaliou-se o comprimento da parte aérea (CPA) e raiz (CR) aos 14 dias, com a mensuração da parte aérea de cinco plântulas de cada repetição, totalizando 20 plântulas, com auxílio de régua graduada. O comprimento

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Tecnol. & Ciên. Agropec., João Pessoa, v.9, n.1, p.21-28, mar. 2015 23 médio das plântulas será obtido pela soma das medidas de

cada repetição, dividindo-se pelo número de plântulas mensuradas, com resultados expressos em milímetros (Krzyzanowski, 1991) e ainda foi realizado o índice de velocidade de germinação (Maguire, 1962).

Para o tríplice teste utilizou-se caixas gerbox contendo 200 mL de solo, o qual foi umedecido com 60 mL de água destilada, posteriormente, semeado 40 sementes de arroz, cobertas com 100 mL de solo, depois de cobertas as sementes foi adicionado mais 30 mL de água destilada. Em seguida as caixas foram levadas para germinador a 30ºC, o percentual de plantas emergidas em 72h visa expressar o potencial de vigor de cada amostra analisada, enquanto a contagem de plântulas emergidas em 96h expressa o poder de germinação (Amaral et al., 1995).

Foi obtida a curva de embebição utilizando-se 15 sementes por repetição, em que as mesmas foram semeadas em “Gerbox” com duas folhas de papel mata-borrão umedecidas com água destilada no volume de 2,5 vezes o peso seco do papel, colocadas em B.O.D. com temperatura 25º e regime de 48 horas de luz, as pesagens foram realizadas de duas em duas horas durante as seis primeiras horas e 24h até que 50% das sementes apresentassem a protrusão da radícula, o que ocorreu em 48h, o teor de água foi calculado de forma indireta, por meio de balança com precisão de 0,0001g considerando a diferença de peso nos intervalos em relação à matéria fresca das sementes (Lopes, 1998).

Para o teste de fenol utilizaram-se 50 sementes com casca foram embebidas em água destilada durante 24h em seguida foram colocadas em placas de petri com papel filtro umedecidos com papel filtro molhado com 3 mL da solução de fenol 1% e colocadas em germinador pro 30º durante 24 h (Menezes & Romero, 1996). Quanto ao teste de hidróxido de potássio foi utilizada uma semente-cariopse por tratamento com quatro repetições as quais foram colocadas em tubo de ensaio em que se aplicaram duas gotas da solução de hidróxido de potássio a 2% sobre cada sementes, observando-se reação em período de contato de 3 a 30 minutos. Após esse período, foram observadas alterações na coloração da solução, quando a solução apresentar coloração vermelho escuro indica que é arroz vermelho e coloração amarelo-dourada arroz branco (Marcus Filho, 1987).

Foi realizada a análise da expressão isoenzimática, onde foi utilizado um bulk de dez sementes para cada tratamento que foi macerado em gral de porcelana. De cada amostra, retirou-se quantidade mínima do extrato vegetal que foram colocados em tubo eppendorf, acrescidos de solução extratora (tampão do gel + 0,15% de 2-mercaptoetanol) na proporção 1:3 (p/v). Foram utilizados os sistemas isoenzimáticos esterase (EST), fosfatase ácida (ACP), glutamato oxalacetato transaminase (GOT), malato desidrogenase (MDH) e álcool desidrogenase (ADH). A eletroforese das isoenzimas foi realizada em géis de poliacrilamida 7%, com 20 μL de

cada amostra. Foram utilizados os sistemas de coloração descritos por Scandalios (1969) e Alfenas (1998).

O experimento foi realizado no delineamento experimental inteiramente casualizado com seis repetições para análise fisiológica e tríplice teste e quatro repetições para os testes rápidos. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância e comparação das médias pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. A interpretação dos resultados da análise dos géis de eletroforese ocorreu de forma visual, levando-se em consideração a presença/ausência, bem como a intensidade de cada uma das bandas eletroforéticas, em cada sistema isoenzimático avaliado.

Resultados e Discussão

Na Tabela 1, são apresentados os parâmetros para quantificação da cor do pericarpo de sementes de uma mesma cultivar selecionados inicialmente de forma visual. Observou-se para a coordenada L* que indica a luminosidade, que o tratamento T3 apresentou valor superior com diferença significativa em relação aos outros tratamentos. O mesmo ocorreu para a coordenada a* em relação, contudo com valor inferior aos tratamentos T1 e T2, enquanto para a coordenada b* houve diferença entre os tratamentos T1 e T2.

Tabela 1. Dados da quantificação da cor do pericarpo

sementes - cariopse em graus, através da leitura com o colorímetro minolta, coordenadas l*a*b*, Pelotas, RS.

Tratamentos Valores em graus (º)

L* a* b* T1 T2 T3 40,6 b 42,3 b 47,9 a 14,4 a 14,1 a 8,7 b 21,9 b 23,8 a 23,3 ab CV(%) 5,31 8,97 4,22

Médias seguidas da mesma letra, minúsculas na coluna, não diferem entre si pelo teste de Tukey (P>5%).

Portanto, verifica-se que o tratamento T3 diferencia-se significativamente do T1 e T2 em relação à luminosidade e a coordenada a* que varia de – a* (verde) a + a* (vermelho). Para os valores do Croma* houve diferença significativa entre T2 e T3 e para o ângulo Hue* o tratamento T3 apresentou diferença de tonalidade entre os três tratamentos (Tabela 2).

Uma semente quando nutrida satisfatoriamente apresenta todas substancias necessárias para o crescimento e desenvolvimento do embrião durante a germinação, entre estas substâncias estão os carboidratos, proteínas e lipídios, importantes fontes de reservas, assim como, outras substancias que são importantes para o controle do metabolismo e crescimento como giberelinas, citocininas, vitaminas, compostos fenólicos, taninos entre outros (Peske et al., 2006).

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Tabela 2. Valores do Croma e Ângulo Hue obtidos na

análise colorimétrica, Pelotas, RS.

Tratamentos Valores Croma* Hueº T1 T2 T3 26,27 ab 27,75 a 24,88 b 0,98 b 1,03 b 1,21 a CV(%) 4,52 3,08

Portanto, é possível verificar na Tabela 3 os resultados da avaliação da qualidade fisiológica entre os tratamentos, onde se observou que o tratamento T3 diferiu significativamente dos outros dois tratamentos em relação ao teste de germinação e aos testes de vigor, primeira contagem de germinação, e índice de velocidade de germinação, demonstrando comportamento inferior em relação aos outros tratamentos.

Também foi realizado o tríplice teste com a finalidade de verificar os resultados de germinação e primeira contagem já que no teste realizado sobre papel houve contaminação devido a sementes estarem descascadas. Na Tabela 4, verificam-se os resultados do tríplice teste, em que o resultado foi semelhante ao teste realizado sobre papel.

Tabela 3. Resultados da avaliação da qualidade

fisiológica de sementes-cariopse de arroz vermelho em três tons de vermelho do pericarpo, vermelho forte (T1), vermelho médio (T2) e vermelho fraco (T3), Pelotas, RS.

Tratamentos PCG (%) GS (%) IVG T1 vermelho forte T2 vermelho médio T3 vermelho fraco 92 a 85 a 54 b 92 a 88 a 62 b 38,5 a 35,6 a 21,8 b CV(%) 14,52 9,73 8,78

Peske et al. (1996), ao estudar a demência secundária em fenótipos de arroz vermelho em comparativo com o arroz branco cultivado, identificou que um fenótipo não apresentava tal característica deduzindo que a semelhança para este fator deveu-se a anatomia da semente, similar do arroz cultivado, observando ainda que possivelmente seria um híbrido de arroz vermelho e cultivado, e ao descascar a semente verificou que as mesmas apresentavam cor do pericarpo branco-rosado, concluindo que por esta razão o fenótipo apresentou germinação similar a cultivar utilizada no estudo. Fato que evidencia o comportamento diferenciado na germinação do tratamento T3.

Outro aspecto relevante a ser considerado, seria o elevado grau de dormência das sementes de arroz vermelho que contribui para sua disseminação. Markus et

al. (2013) estudaram a relação da expressão do gene Os

MADS29 e ausência do caráter de dormência em arroz

vermelho com o objetivo de verificar o envolvimento do mesmo nas fases de germinação na região do embrião das sementes de arroz cultivado, arroz vermelho e da espécie silvestre Oryza glaberrima para verificação da sua relação com o caráter dormência das sementes. Observaram que a expressão do gene OsMADS29 está relacionada a determinadas etapas da germinação mas não apresenta relação com o caráter de dormência das sementes, e ainda que as sementes do gênero Oryza apresentam diferenças na velocidade de germinação, mesmo quando não apresenta dormência.

Tabela 4. Resultados de vigor e germinação obtidos por

meio do tríplice teste para três tons de vermelho do pericarpo de arroz vermelho, Pelotas, RS.

Tratamentos Vigor (%) Germinação (%) T1 T2 T3 41,5 a 34,5 a 18,5 b 58 a 42 b 23 c CV(%) 20,39 9,41

De acordo com Agostinetto et al. (2001), a dormência do arroz vermelho pode estar relacionada com as estruturas que cobre a sementes da difusão de oxigênio composto pelo complexo glumela-pericarpo com mecanismo responsável pela impermeabilidade do oxigênio. Agostinetto et al. (2001) observaram que a maior germinação obtida aos oito dias em sementes de arroz descascadas foi de 22%, indicando que esses podem não ser os únicos fatores envolvidos na superação da dormência e indução da germinação.

Já Sartori et al. (2014) avaliaram a ação de quatro diferentes temperaturas na dinâmica de germinação do genótipo de arroz Puitá INTA CL e de biótipos de arroz-vermelho, com e sem superação da dormência. Concluindo que a temperatura afeta a germinação dos biótipos de arroz-vermelho, com e sem superação de dormência e que temperaturas de 13 e 17 °C causam menor germinação de arroz-vermelho sem superação de dormência. Recomendando como estratégia de controle do arroz vermelho semeaduras realizadas no início do período recomendado (setembro e primeira quinzena de outubro), para o sul do Brasil, onde as temperaturas do ar e do solo são mais baixas.

Contudo, verifica-se que o estudo foi realizado em cultivar registrada e protegida, a qual apresenta características de semente comercial sem apresentar dormência, característica presente em ecótipos de arroz vermelho. Verificando-se que ao comparar somente a germinação com relação à cor do pericarpo, as sementes com menor intensidade de cor possuem percentual de germinação inferior a sementes de coloração mais intensa,

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Tecnol. & Ciên. Agropec., João Pessoa, v.9, n.1, p.21-28, mar. 2015 25 justificando-se assim que além da dormência presente na

maioria dos ecótipos de arroz vermelho que é responsável pela sua permanência no solo por mais tempo, a relação da cor com a germinação de sementes seria outro fator responsável pela sua perpetuação.

Na Tabela 5, é possível verificar que não houve diferença significativa com relação ao comprimento de raiz e parte aérea de plântulas, o vigor está relacionado com a maior capacidade de estabelecimento de plantas normais em menor período de tempo.

De acordo com Peske (2006), o vigor é o conjunto de propriedades da semente que determinam o nível de atividade e desempenho da mesma durante a germinação e emergência de plântulas e está intimamente relacionado com a viabilidade da semente em relação ao processo de deterioração.

Tabela 5. Comprimento parte aérea e raiz de plântulas de

sementes-cariopse de arroz vermelho em três tons de vermelho do pericarpo vermelho forte (T1), vermelho médio (T2) e vermelho fraco (T3), em milímetros (mm), Pelotas, RS.

Tratamentos Plântula mm

-1

Parte aérea Raiz

T1 T2 T3 7,3 a 7,1 a 7,8 a 8,1 a 7,9 a 6,7 a CV(%) 10,33 26,5

Durante o processo de germinação a velocidade de embebição, qualidade da água e temperatura podem influenciar negativamente (Peske et al., 2006). A embebição de água pela semente desencadeia uma série de mudanças no metabolismo da mesma que finalizam com a protrusão da radícula, em sementes visáveis (Carvalho & Nakagawa, 2000). O apresenta o pericarpo como tecido envoltório do endosperma o mesmo é formado por células com potencial hídrico específico.

A quantidade de água absorvida pela semente depende da espécie, cultivar, fatores ambientais e características da própria semente entre elas estão à composição química, teor de umidade inicial e a constituição do pericarpo. O processo de embebição ocorre em três fases sendo que a fase inicial (fase I) é um fenômeno físico, podendo ser completada em 1 a 2 horas nas sementes dicotiledôneas. Na fase II de hidratação ocorrem atividades metabólicas e as reservas são convertidas em compostos mais simples para serem utilizados na germinação, nesta fase a absorção é mais lenta até a sua estabilização (Peske et al., 2006). Durante a fase (III), devido ao aumento de expansão das células, observa-se novamente o aumento da quantidade água absorvida pelo embrião. Portanto a curva de embebição está relacionada com a permeabilidade do

pericarpo e na determinação do período de absorção em sementes.

Na Figura 1, é possível verificar a ocorrência da embebição realizada durante 48 horas, em que se observa o aumento da matéria fresca em relação à hidratação das sementes no período total de 48h, em que nas seis primeiras horas as pesagens foram realizadas em intervalos de 2 em 2 horas. Verificou-se que a diferença de aumento de peso em relação aos intervalos de pesagens é bastante elevada quando comparadas a partir das seis primeiras horas, sendo necessária a realização de maior número de pesagens em intervalos menores de tempo.

Observa-se ainda que o tratamento T3 diferiu dos demais, apresentando maior percentual de acúmulo de matéria fresca em relação ao tempo de embebição. Refletindo que os outros tratamentos necessitam de menor quantidade de água para iniciar o processo germinativo.

Figura 1. Curva de embebição se sementes-cariopse de

arroz vermelho, em três tons de vermelho do pericarpo de sementes de arroz vermelho, Pelotas, RS.

Menezes & Romero (1999) com o objetivo de facilitar a determinação da pureza varietal e identificação de cultivares em sementes de arroz, associaram caracterização morfológica com resultados de testes bioquímicos como teste de fenol e hidróxido de potássio, onde sugeriram que a utilização de uma chave de identificação que associasse as características morfológicas com os resultados dos testes e ainda que fosse necessária a busca de maior numero de características e testes para tornar mais eficiente a separação de cultivares provindas de um único cruzamento. Nesta mesma análise utilizaram o teste bioquímico de hidróxido de potássio onde foi observando reação positiva para arroz vermelho, testado com casca, viabilizando sua identificação em casos suspeitos sem a necessidade de descascar a amostra. Contudo sabe-se que sua utilização se dá principalmente para sementes imaturas.

Para aplicação do teste rápido de hidróxido de potássio, foi possível verificar que a intensidade da cor da solução com o reagente, apresentou diferença na sua intensidade conforme os tratamentos utilizados no trabalho.

O teste de fenol foi aplicado com o objetivo de caracterizar sua reação com fenol a 1% em comparativo

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26 Tecnol. & Ciên. Agropec., João Pessoa, v.9, n.1, p. 21-28, mar. 2015 com uma cultivar de arroz branco, com cor das glumelas ouro e resposta negativa ao reagente, observando-se que para a cultivar Rubi a resposta da reação é positiva onde a cor característica das glumelas é palha, após a realização as mesmas apresentavam-se escurecidas.

Quanto à análise da expressão das isoenzimas, na Figura 2, é possível verificar as imagens dos géis dos sistemas isoenzimáticos analisados. O sistema Esterase (EST) apresentou três alelos, em que a expressão e a intensidade variaram entre os três tratamentos. Observando-se que para o tratamento T1 apresentou menor expressão em relação aos tratamentos T2 e T3. Verificando-se que o terceiro alelo tem maior expressão em relação o T2 e T1. O sistema isoenzimático esterase (EST), é o mais estudado em arroz e apresenta sistemas polimórficos em plantas, sendo caracterizado como

complexo grupo de enzimas reatias em uma ampla gama de substratos (Scandalios, 1969). De acordo com Wu et al. (1997) analisaram mais de 800 acessos de arroz e concluíram que o sistema esterase em arroz apresenta geralmente de duas a quatro bandas eletroforéticas.

Para a isoenzima Álcool Desidrogenase (ADH), ocorreu a expressão de um alelo, em que não se observou diferença entre os tratamentos. A enzima ADH, apresenta função importante durante o ciclo da glicose em condições anaeróbicas, por ser encarregada da reciclagem do NAD+, reduzindo o piruvato para etanol (Sachs & Freeling, 1978). O processo de acumulação de etanol envolve a oxidação de NADH e resulta na produção de pequenas quantidades de ATP, fundamental para a sobrevivência de varias espécies sob condições de anôxia (Kennedy et al., 1992)

Figura 1. Expressão dos sistemas isoenzimáticos em sementes-cariopse de arroz vermelho, da esquerda para direita EST,

ADH, FAC, GOT, MDH, para cada sistema segue no mesmo sentido os tratamentos T1, T2 e T3, Pelotas, RS. A enzima fosfatase ácida (FAC) apresenta como

principal função, hidrolisar os fosofomonoésteres na maioria das reações bioquímicas nos vegetais, assim como, evolve-se na manutenção do fosfato celular, sendo que sua atividade aumenta em plantas que apresentam deficiência de fosforo (Malone et al., 2007). O sistema isoenzimático FAC, apresentou expressão de três alelos, mas assim como a o sistema anterior, não apresentou houve diferença em os três tratamentos.

O sistema isoenzimático Glutamato Oxalacetato Transaminase (GOT) apresentou a expressão de dois alelos com diferença na intensidade do primeiro e segundo alelo no tratamento T3, sendo que a intensidade da primeira banda é maior que as outras e na segunda banda, é inferior aos outros tratamentos. A enzima GOT, esta enzima está envolvida principalmente no metabolismo de nitrogênio N, sendo possível que variações ocorram à medida que acontece a síntese e degradação de aminoácidos durante o processo de germinação (Malone, 2007).

O sistema isoenzimático malato desidrogenase (MDH), constitui-se em sua grande maioria que desempenham

papel significativo no Ciclo de Krebs, pois catalisa a conversão de malato a oxalacetato, produzindo NADH, produto fundamental na producão de ATP e de compostos intermediários essenciais ao funcionamento das células (Taiz & Zeiger, 2002). Para o sistema MDH o resultado apresentou a ocorrência de dois alelos, sendo que somente para o tratamento T3 houve a expressão dos mesmos e ainda observou-se maior intensidade da expressão das bandas.

Métodos para a seleção de plantas autógamas no melhoramento genético permitem que variedades possam ser obtidas a partir de uma mistura de linhas puras, baseado no fenótipo de indivíduos, como no caso de seleção massal. Esta é uma possibilidade da ocorrência de diferentes cores de pericarpo dentro de um único genótipo. No caso da cultivar utilizada, a mesma foi obtida através do método genealógico de seleção, onde de uma população F2 de um cruzamento simples ou de uma F1 de cruzamento múltiplo, é realizado a seleção de plantas individuais, abrindo progênies até a variabilidade ser desprezível, o que geralmente ocorre na geração F6.

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Conclusão

A diferença da intensidade da cor avermelhada no pericarpo está relacionada com a germinação e vigor das sementes de arroz vermelho. Os sistemas isoenzimáticos EST, GOT, MDH apresentaram diferenças na sua expressão entre os tratamentos. Os resultados mostram que a diferença na cor do pericarpo pode reduzir a qualidade fisiológica do lote.

Referências

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