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Fenotipagem para tolerância à deterioração de sementes de milho após a colheita em espigas

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Universidade Federal de Lavras

Faculdade, Instituto ou Escola

Escola de Ciências Agrárias de Lavras (ESAL)

Departamento

Departamento de Agricultura

Programa de Pós-Graduação

Programa de Pós-Graduação em Agronomia/Fitotecnia

Agência de fomento

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Bayer/Monsanto

Tipo de impacto

Tecnológico
Econômicos

Áreas Temáticas da Extenção

Tecnologia e produção

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

ODS 2: Fome zero e agricultura sustentável
ODS 9: Indústria, inovação e infraestrutura
ODS 12: Consumo e produção responsáveis

Dados abertos

Resumo

Os desafios enfrentados na indústria sementeira de milho para garantir a produção e a comercialização de sementes com alta qualidade são muitos. Um deles é o escoamento das sementes colhidas em espigas, dos campos de produção até o processamento destas, sem perda de qualidade. Sementes de milho, colhidas em espigas, estão sujeitas à deterioração, em função de altos teores de água, muitas vezes associados ao aumento da temperatura da massa de sementes. No processo de deterioração há mudanças, em carboidratos, lipídios, proteínas e compostos antioxidantes, que influenciam a qualidade fisiológica de sementes. Neste processo, tem sido observada variabilidade genética para a tolerância à deterioração das sementes. Assim, há necessidade de pesquisas para o desenvolvimento de metodologias seguras para a seleção de materiais genéticos quanto a tolerância das sementes à deterioração nesta etapa do processo de produção. Nesta pesquisa foram propostas adequações do teste de deterioração controlada para a fenotipagem de genótipos de milho para a característica de tolerância das sementes à deterioração, após a colheita em espigas. Também foi avaliada a expressão de proteínas em sementes submetidas ou não à deterioração controlada. Para isso foram utilizados materiais genéticos do programa de melhoramento de milho da UFLA e da Empresa Bayer, que apresentassem variabilidade genética para esta característica. Foram avaliadas as seguintes variáveis do teste de deterioração controlada: teor de água das sementes durante o processo de deterioração (25% e 35%), secagem das sementes após o processo de deterioração (com ou sem secagem), tempo de exposição das sementes no processo de deterioração (48 e 72 horas) e a desinfestação de sementes com hipoclorito de sódio 1%. Em parte do material genético foi avaliada em sementes, a expressão das enzimas envolvidas no processo de respiração (Malato Desidrogenase, Álcool Desidrogenase, Piruvato descarboxilase), das envolvidas nos sistemas oxidativos (superóxido dismutase, catalase, peroxidase) e ainda, da esterase, alfa amilase e de proteínas resistentes ao calor. Concluiu-se que por meio do teste de deterioração controlada, em sementes com teor de água de 25%, acondicionadas por 48 horas a 42 ºC, e sem desinfestação com hipoclorito, foi possível classificar os genótipos de milho quanto a tolerância das sementes à deterioração, após três dias da semeadura. Houve menor expressão das enzimas piruvato descarboxilase, álcool desidrogenase, malato desidrogenase, superóxido dismutase, catalase, peroxidase, esterase, alfa amilase e de proteínas resistentes ao calor, em sementes de milho submetidas ao processo de deterioração controlada, expressões estas, associadas à menor qualidade fisiológica em sementes deterioradas. Foi observada também, a influência do genótipo sobre a expressão de algumas proteínas avaliadas nesta pesquisa.

Abstract

The challenges faced in the corn seeding industry to ensure the production and commercialization of high-quality seeds are many. One of these challenges is the flow of seeds collected from cobs, from the production fields to their processing, without loss of quality. Corn seeds, harvested on the cob, are subject to deterioration due to high water content, often associated with increased temperature of the seed mass. In the deterioration process there are changes in carbohydrates, lipids, proteins and antioxidant compounds, which influence the physiological quality of seeds. In this process, genetic variability has been observed for tolerance to seed deterioration. Therefore, there is a need for research to develop safe methodologies for the selection of genetic materials regarding seed tolerance to deterioration, at this stage of the production process. In this research, adaptations of the controlled deterioration test were proposed for the phenotyping of corn genotypes for the characteristic of seed tolerance to deterioration, after harvesting on the cob. The expression of proteins in seeds subjected or not to controlled deterioration was also evaluated. For this purpose, genetic materials from the UFLA and Bayer Company corn breeding program were used, which presented genetic variability for this characteristic. The following variables of the controlled deterioration test were evaluated: water content of the seeds during the deterioration process (25% and 35%), drying of the seeds after the deterioration process (with or without drying), exposure time of the seeds in the deterioration process (48 and 72 hours) and seed disinfestation with 1% sodium hypochlorite. In part of the genetic material, the expression of enzymes involved in the respiration process (Malate Dehydrogenase, Alcohol Dehydrogenase, Pyruvate decarboxylase), those involved in oxidative systems (superoxide dismutase, catalase, peroxidase) and also esterase, was evaluated in seeds. alpha amylase and heat resistant proteins. It was concluded that through the controlled deterioration test, on seeds with a water content of 25%, stored for 48 hours at 42ºC, and without disinfestation with hypochlorite, it was possible to classify the corn genotypes in terms of seed tolerance to deterioration, three days after sowing. There was lower expression of the enzyme’s pyruvate decarboxylase, alcohol dehydrogenase, malate dehydrogenase, superoxide dismutase, catalase, peroxidase, esterase, alpha amylase and heat-resistant proteins in corn seeds subjected to the controlled deterioration process, expressions associated with lower physiological quality in deteriorated seeds. The influence of the genotype on the expression of some proteins evaluated in this research was also observed.

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CARVALHO, Rafaela Aparecida de. Fenotipagem para tolerância à deterioração de sementes de milho após a colheita em espigas. 2024. 83 f. Tese (Doutorado em Agronomia/Fitotecnia) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2024.

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