Cultivos Tropicales Vol. 45, No. 2, abril-junio, 2024, ISSN: 1819-4087
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Reseña bibliográfica

Uso de tetrazolio en la viabilidad de semillas y biorreguladores en la emergencia de plántulas de araçá-boi (Eugenia stipitata McVaugh)

 

iDSonicley da Silva Maia1Federal University of Roraima, BR 174, km 12, Monte Cristo, Boa Vista, Roraima, Brazil. CP 69300-000*✉:sony_maia@hotmail.com

iDOscar José Smiderle2Department of Seeds, Brazilian Agricultural Research Corporation, BR 174, Km 8, Industrial District, Boa Vista, Roraima, Brazil. CP 69301-970

iDAline das Graças Souza3Department of Agricultural Sciences, University Center of Maringá, Av. Guedner, 1610, Jardim Aclimação, Maringá, Paraná, Brazil. CP 87050-900

iDSalvador Barros Torres4Department of Agronomic and Forestry Sciences, Federal Rural University of the Semi-Arid, Av. Francisco Mota, Bairro Costa e Silva, 572, Mossoró, Rio Grande do Norte, Brazil. CP 59625-900

iDClarisse Pereira Benedito4Department of Agronomic and Forestry Sciences, Federal Rural University of the Semi-Arid, Av. Francisco Mota, Bairro Costa e Silva, 572, Mossoró, Rio Grande do Norte, Brazil. CP 59625-900


1Federal University of Roraima, BR 174, km 12, Monte Cristo, Boa Vista, Roraima, Brazil. CP 69300-000

2Department of Seeds, Brazilian Agricultural Research Corporation, BR 174, Km 8, Industrial District, Boa Vista, Roraima, Brazil. CP 69301-970

3Department of Agricultural Sciences, University Center of Maringá, Av. Guedner, 1610, Jardim Aclimação, Maringá, Paraná, Brazil. CP 87050-900

4Department of Agronomic and Forestry Sciences, Federal Rural University of the Semi-Arid, Av. Francisco Mota, Bairro Costa e Silva, 572, Mossoró, Rio Grande do Norte, Brazil. CP 59625-900

 

*Autor para correspondencia: sony_maia@hotmail.com

RESUMEN

El objetivo de este estudio es realizar una revisión bibliográfica del material científico publicado sobre el uso de la prueba de tetrazolio en la determinación de la viabilidade de las semillas de Eugenia stipitata, así como de biorreguladores vegetales para la emergencia de sus plántulas. La investigación sobre esta especie podría revelar y registrar su potencial de producción. E. stipitata es una especie frutal originaria de la Amazonía, perteneciente a la familia Myrtaceae. Sin duda, es una especie destacada que potencialmente brinda frutos con grandes beneficios para la salud humana y nuevas alternativas para los sistemas productivos. Según el levantamiento bibliográfico, la emergencia de plántulas de E. stipitata puede superar los 180 días después de la siembra, mientras que en la prueba de tetrazolio los resultados se pueden obtener entre 6 y 30 horas. En relación con la latencia física y fisiológica de las semillas, el biorregulador de plantas tiene potencial para promover la emergencia de semillas y plántulas vigorosas. Así, la prueba de tetrazolio puede ser una alternativa para determinar la viabilidad de las semillas de Eugenia stipitata. Se requieren diferentes períodos de imbibición y concentraciones del cloruro de 2-3-5-trifenil tetrazolio para las semillas del género Eugenia. El uso de los biorreguladores vegetales puede acelerar la emergencia de plántulas del género Eugenia.

Palabras clave: 
especies silvestres, calidad de las semillas, bioestimulantes

Recibido: 12/2/2022; Aceptado: 20/12/2022

Conflicto de intereses: Los autores declaran no tener conflicto de intereses

Contribución de los autores: Conceptualización- Sonicley da Silva Maia, Oscar José Smiderle. Investigación- Sonicley da Silva Maia, Aline das Graças Souza. Supervisión, Contribuición a la revisión crítica y contenidos intelectuales- Oscar José Smiderle, Salvador Barros Torres, Clarisse Pereira Benedito. Escritura del borrador inicial, Escritura y edición final- Sonicley da Silva Maia, Aline das Graças Souza.

Conflict of interest: The authors declare that they have no conflict of interest

Authors' contribution: Conceptualization- Sonicley da Silva Maia, Oscar José Smiderle. Research- Sonicley da Silva Maia, Aline das Graças Souza. Supervision, Contribution to critical review and intellectual content- Oscar José Smiderle, Salvador Barros Torres, Clarisse Pereira Benedito. Initial draft writing, final writing and editing- Sonicley da Silva Maia, Aline das Graças Souza.

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN

 

El género Eugenia representa más de 100 especies dentro de la familia Myrtaceae, cuya importancia se debe a su potencial nutracéutico (11. Lamarca EV, Baptista W, Rodrigues DS, Oliveira Júnior CJF. Contribuições do conhecimento local sobre o uso de Eugenia spp. em sistemas de policultivos e agroflorestais. Revista Brasileira de Agroecologia. 2013;8:119-130. Available from: https://revistas.aba-agroecologia.org.br/rbagroecologia/article/view/13256.) y numerosas propiedades medicinales, como hojas con metabolitos secundarios de interés y otros beneficios, que incluyen desde la reducción de enfermedades crónicas, cardiovasculares, efectos antimicrobianos, hasta el control de diabetes tipo II e inflamatorias crónicas (22. Pereira MC, Steffens RS, Jablonski A, Hertz PFO, Rios A, Vizzotto M, Flôres SH. Characterization and antioxidant potential of Brazilian fruits from the Myrtaceae family. Journal of Agriculture and Food Chemistry. 2012;60:3061-3067. doi: 10.1021/jf205263f.,33. Famuyide IM, Aro AO, Fasina FO, Eloff JN, McGaw LJ. Antibacterial and antibiofilm activity of acetone leaf extracts of nine under-investigated south African Eugenia and Syzygium (Myrtaceae) species and their selectivity indices. BMC complementary and alternative medicine. 2019:19(1):141. doi: 10.1186/s12906-019-2547-z.). Por lo tanto, esta especie es una alternativa de ingresos, ya sea a través de la comercialización de sus frutos o de la producción de semillas y/o plántulas.

Sin embargo, la semilla de esta especie tiene latencia física, determinada por la presencia de la cubierta de la semilla, requiriendo un período de 180 días, después de la siembra, para completar la evaluación de la prueba tradicional de germinación (44. BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Secretaria de Defesa Agropecuária. Instruções para análise de sementes de espécies florestais. 2013Available from: https://www.gov.br/agricultura/pt-br/assuntos/insumos-agropecuarios/insumos-agricolas/sementes-e-mudas/publicacoes-sementes-e-mudas/instrucoes-para-analise-de-sementes-de-especies-florestais/view.).

En este sentido, es necesario recurrir a técnicas que faciliten la caracterización rápida y eficaz de lotes de semillas con alto nivel de sensibilidad a la desecación (55. Gentil DFO, Ferreira SAN. Viabilidade e superação da dormência em sementes de araçá-boi (Eugenia stipitata ssp. sororia). Acta Amazonica. 1999;29:21-31. doi: 10.1590/1809-43921999291031.). Así, la prueba de tetrazolio es una alternativa para ayudar a la toma de decisiones sobre la viabilidad de los lotes de semillas, y estimar los niveles de vigor de las plántulas. Esta prueba se basa en la actividad de las enzimas deshidrogenasas que están asociadas al proceso de respiración. Así, la hidrogenación del cloruro de 2-3-5-trifenil tetrazolio favorece la producción de trifenilformazán, una sustancia de color rojo en las células vivas, lo que permite diferenciar las partes vivas (teñidas de rojo) de las muertas (de color blanco lechoso) (66. França Neto JDB, Krzyzanowski FC. Metodologia do Teste de Tetrazólio em Sementes de Soja. 1st ed. Londrina: Embrapa Soja; 2018, 108 p. Available from: https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/1098452/metodologia-do-teste-de-tetrazolio-em-sementes-de-soja.).

Varios estudios demuestran la eficacia de la prueba del tetrazolio en semillas de cultivos anuales. Por otro lado, la metodología de esta prueba es incipiente para especies frutales nativas, como Eugenia stipitata, por lo que se requieren estudios para elegir una técnica eficaz que permita diferenciar las partes vivas de las muertas.

Así, se han realizado investigaciones para ajustar y mejorar la metodología de la prueba de tetrazolio para semillas de algunas especies del género Eugenia, como Eugenia pleurantha (77. Masetto TE, Davide AC, Faria JMR, Da Silva EAA, Rezende RKS. Avaliação da qualidade de sementes de Eugenia pleurantha (Myrtaceae) pelos testes de germinação e tetrazólio. Agrarian. 2009;2(5):33-46. Available from: https://ojs.ufgd.edu.br/index.php/agrarian/article/view/802.), Eugenia involucrata DC., Eugenia brasiliensis Lam., Eugenia uniflora L., Eugenia pyriformis Cambess. (88. Cripa FB, Freitas LCN, Grings AC, Bortolini MF. Tetrazolium test for viability estimation of Eugenia involucrata DC. and Eugenia pyriformis Cambess seeds. Journal of Seed Science. 2014;36(3):305-311. doi: 10.1590/2317-1545v36n3991., 99. Lamarca EV, Barbedo CJ. Methodology of the tetrazolium test for assessing the viability of seeds of Eugenia brasiliensis Lam., Eugenia uniflora L. and Eugenia pyriformis Cambess. Journal of Seed Science. 2014;36(4):427-434. doi: 10.1590/2317-1545v36n41029.) e incluso Eugenia stipitata (1010. Calvi GP, Aud FF, Ferraz IDK, Pritchard HW, Kranner I. Analyses of several seed viability markers in individual recalcitrant seeds of Eugenia stipitata McVaugh with totipotent germination. Plant Biology. 2016;19(1):6-13. doi: 10.1111/plb.12466.).

Dentro de estas perspectivas, los métodos de escarificación y los bioestimulantes funcionan como activadores del metabolismo reactivando los procesos fisiológicos en diferentes fases de la germinación y se han utilizado como tratamientos pregerminativos para optimizar el proceso de germinación de semillas latentes.

Los biorreguladores vegetales tienen la función de establecer el equilibrio hormonal y potenciar el mantenimiento de los procesos fisiológicos que culminan con la actividad de las citoquinas (aumento de la división celular), con influencia en la elasticidad y plasticidad celular (crecimiento), promoviendo diferentes respuestas en el vigor de las plántulas (1111. Kolachevskaya OO, Sergeeva L, Floková K, Getman IA, Lomin SN, Alekseeva VV, et al. Auxin synthesis gene tms1 driven by tuberspecific promoter alters hormonal status of transgenic potato plants and their responses to exogenous phytohormones. Plant Cell Reports. 2017;36(2):419-435. Available from: https://link.springer.com/article/10.1007/s00299-016-2091-y.,1212. Taiz L, Zeiger E, Moller IM, Murphy A. Fisiologia e Desenvolvimento Vegetal. 6st ed. Artmed Editora; 2017. 857 p. Available from: https://books.google.com.br/books?hl=pt-BR&lr=&id=PpO4DQAAQBAJ&oi=fnd&pg=PR1&dq=Fisiologia+e+Desenvolvimento+Vegetal&ots=7RGgtRKUQf&sig=naVcej7-22XCsHGMurUkhQt-yFY#v=onepage&q=Fisiologia%20e%20Desenvolvimento%20Vegetal&f=false.).

En vista de lo anterior, el objetivo de este estudio es realizar una revisión bibliográfica del material científico publicado sobre el uso de la prueba de tetrazolio y biorregulador vegetal en semillas de araçá-boi (Eugenia stipitata) y en la emergencia de sus plántulas.

Características de las semillas de araçá-boi (Eugenia stipitata McVaugh)

 

La semilla de araçá-boi tiene una cubierta delgada y coriácea. Su superficie exterior es de color marrón oscuro, con aspecto de piel de ante. Internamente, la cubierta de la semilla es lisa y de color marrón claro. En cuanto a la forma, puede ser reniforme, aplanada, discoidal, con mayor longitud que anchura o viceversa, casi esférica, pero la morfología predominante es reniforme con aplanamiento lateral (1313. Anjos AMG, Ferraz IDK. Morfologia, germinação e teor de água das sementes de araçá-boi (Eugenia stipitata ssp. sororia). Acta Amazonica. 1999;29:337-348. doi: 10.1590/1809-4392199929334.).

La semilla es ex-albuminosa, amilácea y paquicalazal, con una cubierta de estructura compleja impregnada de sustancias fenólicas. El paquicalazal es una estructura importante para las semillas recalcitrantes, ya que está relacionado con estrategias micromorfológicas para neutralizar la pérdida de agua, asegurando así el contenido de agua en el embrión, que es eugenioide y tiene un eje embrionario indiferenciado, por lo que es pseudomonocotiledónea (1414. Mendes AMS, Mendonça MS. Análise anatômica e histoquímica de sementes maduras de Eugenia stipitata ssp. sororia Mc Vaugh (araçá-boi) - Myrtaceae. Brazilian Journal of Development. 2020;6(10):77510-77522. doi: 10.34117/bjdv6n10-251.).

En general, se han conseguido muchos avances con las semillas de araçá-boi, como: el potencial de regeneración de embriones cuando se suprime parte de sus tejidos, lo que puede proporcionar nuevas plántulas completas (1313. Anjos AMG, Ferraz IDK. Morfologia, germinação e teor de água das sementes de araçá-boi (Eugenia stipitata ssp. sororia). Acta Amazonica. 1999;29:337-348. doi: 10.1590/1809-4392199929334.) y diferencias en los límites de tolerancia a la desecación y al almacenamiento (1515. Kohama S, Maluf AM, Bilia DAC, Barbedo CJ. Secagem e armazenamento de sementes de Eugenia brasiliensis Lam. (grumixameira). Revista Brasileira de Sementes. 2006;28:72-78. doi: 10.1590/S0101-31222006000100010.).

Aspecto germinativo del araçá-boi

 

Las semillas del género Eugenia son conocidas por su intolerancia a la desecación (recalcitrantes) y su resistente cubierta seminal, que tras la desecación se vuelve resistente a la ruptura por el embrión, lo que provoca un retraso en la germinación (1313. Anjos AMG, Ferraz IDK. Morfologia, germinação e teor de água das sementes de araçá-boi (Eugenia stipitata ssp. sororia). Acta Amazonica. 1999;29:337-348. doi: 10.1590/1809-4392199929334.).

La latencia de las semillas de araçá-boi puede deberse a la presencia de sustancias químicas inhibidoras de la germinación, como el ácido abscísico y los compuestos fenólicos. Siendo sugerida la lixiviación como método para superar la dormancia causada por estos inhibidores. Por otro lado, el fraccionamiento de semillas, puede desencadenar el equilibrio entre producción y eliminación de especies reactivas de oxígeno (peróxido de hidrógeno y oxígeno singlete), que promueven procesos biológicos que favorecen la emergencia de raíces, lo que actúa como un signo positivo en la superación de la dormancia (1616. Amorim IP, Silva JPN, Barbedo CJ. As sementes de Eugenia spp. (Myrtaceae) e seus novos conceitos sobre propagação. Hoehnea. 2020;47:e292020. doi: 10.1590/2236-8906-29/2020.).

Aunque el ensayo de germinación es el estándar realizado en el laboratorio, puede requerir mucho tiempo, dependiendo de la especie analizada, y el retraso en la obtención de la germinación conlleva una seria limitación en el proceso de toma de decisiones en la industria semillera; para E. stipitate, el ensayo de emergencia dura alrededor de 180 días después de la siembra (44. BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Secretaria de Defesa Agropecuária. Instruções para análise de sementes de espécies florestais. 2013Available from: https://www.gov.br/agricultura/pt-br/assuntos/insumos-agropecuarios/insumos-agricolas/sementes-e-mudas/publicacoes-sementes-e-mudas/instrucoes-para-analise-de-sementes-de-especies-florestais/view.).

Estos hechos obligan a la investigación científica a buscar metodologías prometedoras para la germinación de semillas de especies nativas, que permitan la producción a gran escala de plántulas de araçá-boi a través de semillas (1717. Smiderle OJ, Sousa RCP. Dormência em sementes de paricarana (Bowdichia virgilioides Kunth - Fabaceae - Papilionidae). Revista Brasileira de Sementes. 2003;25(2):48-52. doi: 10.1590/S0101-31222003000100012.). Por lo tanto, el uso de la prueba de tetrazolio puede optimizar la predicción de la viabilidad fisiológica de las semillas de las especies en estudio.

Prueba del tetrazolio y su importancia

 

La evaluación rápida del potencial fisiológico de las semillas es importante para que los agricultores, los investigadores y las empresas utilicen sus recursos de forma racional. En ese sentido, se han utilizado diferentes procedimientos para evaluar la viabilidad de las semillas en la identificación de lotes con alto o bajo vigor (1818. Rodrigues MHBS, da Silva Santos A, de Melo EN, Da Silva JN, Oliveira CJA. Vigor de sementes: métodos para análise e fatores que o influenciam. Meio Ambiente (Brasil). 2020;2(3). Available from: https://meioambientebrasil.com.br/index.php/ MABRA/article/ view/53., 1919. França Neto JB, Henning AA, Krzyzanowski FC, Lorini I. DIACOM: 35 anos de capacitação nos testes de tetrazólio e Patologia de sementes de soja. 2015. Available from: https://seednews.com.br/artigos/1381-35-anos-de-capacitacao-nos-testes-de-tetrazolio-e-patologia-de-sementes-de-soja-edicao-setembro-2015.). Entre ellos, la prueba de tetrazolio se destaca por generar resultados promisorios para determinar la viabilidad de semillas de cultivos frutales nativos. Esta prueba es relativamente sencilla, pero el precio de la sal es elevado, por lo que se recomiendan metodologías ajustadas para realizarla. En consecuencia, la prueba del tetrazolio se ha mostrado como una alternativa interesante debido a la calidad y rapidez en la determinación de la viabilidad y vigor de las semillas, permitiendo obtener resultados generalmente en menos de 24 horas (2020. Dias MCLL, Alves SJ. Avaliação da viabilidade de sementes de Panicum maximum Jacq pelo teste de tetrazólio. Revista Brasileira de Sementes. 2008;30(3):152-158. doi: 10.1590/S0101-31222008000300020.).

Fisiología de la prueba del tetrazolio

 

La prueba del tetrazolio se basa en la inmersión de semillas en una solución incolora de sal de cloruro de 2,3,5-trifenil tetrazolio, utilizada como indicador del proceso de reducción que tiene lugar en el interior de las células vivas. En este proceso, los iones H+ liberados durante la respiración de los tejidos vivos son transferidos por un grupo de enzimas, en particular la deshidrogenasa del ácido málico, e interactúan con la sal de tetrazolio, que se reduce a un compuesto rojo, estable y no difusible denominado trifenilformazán, lo que indica que existe actividad respiratoria y viabilidad celular del tejido (66. França Neto JDB, Krzyzanowski FC. Metodologia do Teste de Tetrazólio em Sementes de Soja. 1st ed. Londrina: Embrapa Soja; 2018, 108 p. Available from: https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/1098452/metodologia-do-teste-de-tetrazolio-em-sementes-de-soja.).

La formación de rojo carmín claro indica tejido viable, mientras que el rojo carmín intenso revela tejido deteriorado, en el caso de los tejidos en descomposición, liberan cantidades muy pequeñas de iones hidrógeno, insuficientes para la reacción con la sal de tetrazolio (2121. MARCOS FILHO J., 2015 - Fisiologia de sementes de plantas cultivadas. - Londrina: ABRATES, 660. Available from: https://repositorio.usp.br/item/002724502.), por lo que no se producirá la reducción de la sal y el tejido muerto contrastará como blanco (66. França Neto JDB, Krzyzanowski FC. Metodologia do Teste de Tetrazólio em Sementes de Soja. 1st ed. Londrina: Embrapa Soja; 2018, 108 p. Available from: https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/1098452/metodologia-do-teste-de-tetrazolio-em-sementes-de-soja.).

Estas diferencias de tinción, observadas en las semillas después de someterlas a la solución de tetrazolio, son las principales características que deben tenerse en cuenta en la interpretación de los resultados de las pruebas, además de si la intensidad de la tinción de las semillas varía entre especies (2222. Bento SRSO, Santos AEO, Melo DRM, Torres SB. Eficiência dos testes de vigor na avaliação da qualidade fisiológica de sementes de mulungu (Erythrina velutina WILLD.). Revista Brasileira de Sementes. 2010;32(4):111-117. doi: 10.1590/S0101-31222010000400012.).

Ajuste de la prueba de tetrazolio

 

La eficacia de la prueba para evaluar la viabilidad y el vigor de las semillas está relacionada con la aplicación de metodologías ajustadas para cada especie, con el fin de definir las condiciones más apropiadas para la preparación (2323. Guedes RS, Alves EU, Gonçalves EP, Viana JS, Silva KB, Gomes MSS. Metodologia para teste de tetrazólio em sementes de Amburana cearensis (Allemão) A.C. Smith. Revista Brasileira de Plantas Medicinais. 2010;12(1):120-126. doi: 10.1590/S1516-05722010000100017.). Tal es el caso de algunas especies que necesitan pasar por etapas preparatorias antes de la inmersión en la solución de tetrazolio para que las semillas la absorban adecuadamente (2424. Costa CJ, Santos CP. Teste de tetrazólio em sementes de leucena. Revista Brasileira de Sementes. 2010;32(2):66-72. doi: 10.1590/S0101-31222010000200008.). Así, el proceso de imbibición desencadena la actividad fisiológica de la semilla y facilita la eliminación de la cubierta de la semilla y la exposición del embrión al contacto con la solución utilizada (2525. Cunha MCL, Gomes IHRA. Viabilidade de sementes de Erythrina velutina Willd pelo teste de tetrazólio. Nativa. 2015;3(3):196-200. doi: 10.14583/2318-7670.v03n03a08.). Tras la imbibición, muchas especies requieren aún técnicas preparatorias, que implican la punción, el corte y/o la eliminación de la cubierta de la semilla (2424. Costa CJ, Santos CP. Teste de tetrazólio em sementes de leucena. Revista Brasileira de Sementes. 2010;32(2):66-72. doi: 10.1590/S0101-31222010000200008.).

El seccionamiento longitudinal, seguido de la eliminación de la cubierta de la semilla, antes de la inmersión en la solución de tetrazolio, a pesar de ser una operación delicada y laboriosa, permite reducir el tiempo necesario para que las semillas adquieran la tinción (2626. Sarmento MB, Silva ACS, Villela FA, Santos KLD, Mattos LCP. Teste de tetrazólio para avaliação da qualidade fisiológica em sementes de goiabeira-serrana (Acca sellowiana O. Berg Burret). Revista Brasileira de Fruticultura. 2013;35(1):270-276. doi: 10.1590/S0100-29452013000100031.).

Por lo tanto, para la realización de la prueba de tetrazolio es indispensable realizar procedimientos para determinar el cebado y el corte de las semillas antes de someterlas a la sal de tetrazolio, así como la tinción, variando la concentración de la solución de sal de tetrazolio, el tiempo y la temperatura de cebado, que se determinan para cada especie (99. Lamarca EV, Barbedo CJ. Methodology of the tetrazolium test for assessing the viability of seeds of Eugenia brasiliensis Lam., Eugenia uniflora L. and Eugenia pyriformis Cambess. Journal of Seed Science. 2014;36(4):427-434. doi: 10.1590/2317-1545v36n41029., 2121. MARCOS FILHO J., 2015 - Fisiologia de sementes de plantas cultivadas. - Londrina: ABRATES, 660. Available from: https://repositorio.usp.br/item/002724502., 2323. Guedes RS, Alves EU, Gonçalves EP, Viana JS, Silva KB, Gomes MSS. Metodologia para teste de tetrazólio em sementes de Amburana cearensis (Allemão) A.C. Smith. Revista Brasileira de Plantas Medicinais. 2010;12(1):120-126. doi: 10.1590/S1516-05722010000100017.).

En algunas especies, para obtener resultados satisfactorios de tinción por la sal de tetrazolio, es necesario realizar un cebado para mejorar la penetración de la solución en los tejidos de interés a evaluar, así como ajustes en la concentración de la solución de tetrazolio, tiempo y temperatura de cebado (2727. Zorzal TA, Fantinato DE, Campos LM, Luz ACC, Corte VB. Teste do tetrazólio para estimativa da viabilidade de sementes. Natureza on line. 2015;13(3):144-149. Available from: https://scholar.google.com.br/scholar?hl=pt-BR&as_sdt=0%2C5&q=Teste+do+tetra z%C3%B3lio+para+estimativa+da+viabilidade+de+sementes&btnG=.). La temperatura del aire contribuye a aumentar la viscosidad del agua, lo que acelera su absorción por la semilla en la fase I del patrón trifásico de germinación (2828. Carvalho SMC, Torres SB, Benedito CP, Nogueira NW, Souza AAT, Souza Neta MLD. Viability of Libidibia ferrea (Mart. ex Tul.) L. P. Queiroz var. ferrea) seeds by tetrazolium test. Journal of Seed Science. 2017;39(1):7-12. doi: 10.1590/2317-1545v39n1163784.).

La elección del método adecuado debe basarse en la facilidad de identificación de tejidos viables e inviables y en la capacidad de diferenciar lotes con distintas cualidades fisiológicas (2929. Azerêdo GA, Paula RC, Valeri SV. Viabilidade de sementes de Piptadenia moniliformis Benth. pelo teste de tetrazólio. Revista Brasileira de Sementes. 2011;33(1):061-068. doi: 10.1590/S0101-31222011000100007.). En cuanto a la temperatura, el color de tinción debe desarrollarse entre 35 y 40 ºC, porque es más rápido, pero la prueba puede realizarse normalmente a temperaturas desde 20 a 40 ºC (3030. Añez LMM, Coelho MFB, Albuquerque MCF, Mendonça EAF, Dombroski JLD. Padronização da metodologia do teste de tetrazólio para sementes de Jatropha elliptica M. Arg. (Euphorbiaceae). Revista Brasileira de Plantas Medicinais. 2007;9(3):82-88. Available from: https://docplayer.com.br/68834449-Padronizacao-da-metodologia-do-teste-de-tetrazolio-para-sementes-de-jatropha-elliptica-m-arg-euphorbiaceae.html.).

Potencial de la prueba del tetrazolio en la viabilidad de las semillas de Eugenia spp

 

En la Tabla 1 se enumeran los mejores resultados de la prueba del tetrazolio y en la Figura 1 se muestran los resultados de la tinción de la prueba del tetrazolio en diferentes especies del género Eugenia.

Tabla 1.  Preacondicionamiento, concentración, tiempo/temperatura de inmersión y viabilidad de semillas obtenidas por la prueba de tetrazolio en diferentes especies del género Eugenia
Especies Preacondicionamiento Concentración Tiempo/ Temperatura Viabilidad Referencia
E. involucrate Inmersión en agua destilada (24h/30 °C) 0.5 % 2h/30 °C 87 % (88. Cripa FB, Freitas LCN, Grings AC, Bortolini MF. Tetrazolium test for viability estimation of Eugenia involucrata DC. and Eugenia pyriformis Cambess seeds. Journal of Seed Science. 2014;36(3):305-311. doi: 10.1590/2317-1545v36n3991.)
E. pyriformis Inmersión en agua destilada (24h/30 °C) 0.5 % 6h/30 °C 83 % (88. Cripa FB, Freitas LCN, Grings AC, Bortolini MF. Tetrazolium test for viability estimation of Eugenia involucrata DC. and Eugenia pyriformis Cambess seeds. Journal of Seed Science. 2014;36(3):305-311. doi: 10.1590/2317-1545v36n3991.)
E. pleurantha Inmersión en agua destilada (12h/30 °C) 0.1 % 4h/30 °C 88 % (77. Masetto TE, Davide AC, Faria JMR, Da Silva EAA, Rezende RKS. Avaliação da qualidade de sementes de Eugenia pleurantha (Myrtaceae) pelos testes de germinação e tetrazólio. Agrarian. 2009;2(5):33-46. Available from: https://ojs.ufgd.edu.br/index.php/agrarian/article/view/802.)
E. brasiliensis Inmersión en agua destilada (3h/25 °C) 0.250 % 3h/35 °C 85 % (99. Lamarca EV, Barbedo CJ. Methodology of the tetrazolium test for assessing the viability of seeds of Eugenia brasiliensis Lam., Eugenia uniflora L. and Eugenia pyriformis Cambess. Journal of Seed Science. 2014;36(4):427-434. doi: 10.1590/2317-1545v36n41029.)
E. uniflora Inmersión en agua destilada (3h/25 °C) 0.125 % 3h/35 °C 83 % (99. Lamarca EV, Barbedo CJ. Methodology of the tetrazolium test for assessing the viability of seeds of Eugenia brasiliensis Lam., Eugenia uniflora L. and Eugenia pyriformis Cambess. Journal of Seed Science. 2014;36(4):427-434. doi: 10.1590/2317-1545v36n41029.)
E. stipitata - 1 % 24h/30 °C - (1010. Calvi GP, Aud FF, Ferraz IDK, Pritchard HW, Kranner I. Analyses of several seed viability markers in individual recalcitrant seeds of Eugenia stipitata McVaugh with totipotent germination. Plant Biology. 2016;19(1):6-13. doi: 10.1111/plb.12466.)
A a F= Tinción de semillas de E. brasiliensis, E. uniflora y E. pyriformis en la prueba del tetrazolio; A y B = semillas intactas, lo que demuestra que no adquieren tinción suficiente para el análisis; C y D = semillas viables; E y F = semillas inviables; y superficie del embrión tras el corte longitudinal. Escala de 1 cm (9)
Figura 1.  Tinción de viabilidad en semillas de diferentes especies de Eugenia mediante la prueba de tetrazolio

Como se muestra en la Tabla 1 y en la Figura 1, a pesar de pertenecer al mismo género, las especies presentan diferencias entre las combinaciones ideales para el uso de la prueba de tetrazolio. Tales variaciones enfatizan la necesidad de adaptar la metodología de la prueba de tetrazolio para cada especie, ya que estos resultados pueden estar relacionados con la especificidad y la variación genética, la reducción del contenido de humedad durante el período de almacenamiento o el grado de madurez en el momento de la cosecha de los frutos, lo que puede alterar el equilibrio hormonal de las semillas (2626. Sarmento MB, Silva ACS, Villela FA, Santos KLD, Mattos LCP. Teste de tetrazólio para avaliação da qualidade fisiológica em sementes de goiabeira-serrana (Acca sellowiana O. Berg Burret). Revista Brasileira de Fruticultura. 2013;35(1):270-276. doi: 10.1590/S0100-29452013000100031.).

Influencia de los biorreguladores en el proceso de germinación de las semillas

 

Los biorreguladores del crecimiento, también llamados bioestimulantes o fitohormonas, contienen en su composición: aminoácidos, sustancias húmicas (ácidos húmicos y ácidos fúlvicos), hormonas del crecimiento vegetal, vitaminas y otros elementos diversos, y pueden contener sustancias orgánicas procedentes de extractos de algas (1111. Kolachevskaya OO, Sergeeva L, Floková K, Getman IA, Lomin SN, Alekseeva VV, et al. Auxin synthesis gene tms1 driven by tuberspecific promoter alters hormonal status of transgenic potato plants and their responses to exogenous phytohormones. Plant Cell Reports. 2017;36(2):419-435. Available from: https://link.springer.com/article/10.1007/s00299-016-2091-y.).

Los biorreguladores funcionan como activadores del metabolismo de las semillas y de las células vegetales, reactivan los procesos fisiológicos en diferentes fases de desarrollo y estimulan el crecimiento de las raíces (1212. Taiz L, Zeiger E, Moller IM, Murphy A. Fisiologia e Desenvolvimento Vegetal. 6st ed. Artmed Editora; 2017. 857 p. Available from: https://books.google.com.br/books?hl=pt-BR&lr=&id=PpO4DQAAQBAJ&oi=fnd&pg=PR1&dq=Fisiologia+e+Desenvolvimento+Vegetal&ots=7RGgtRKUQf&sig=naVcej7-22XCsHGMurUkhQt-yFY#v=onepage&q=Fisiologia%20e%20Desenvolvimento%20Vegetal&f=false., 3131. Amaro HTR, Costa RC, Porto EMV, Araújo ECM, Fernandes HMF. Tratamento de sementes com produtos à base de fertilizantes e reguladores de crescimento. Pesquisa Agropecuária Gaúcha. 2020;26(1):222-242. doi: 10.36812/pag.2020261222-242.). Stimulate® es un producto comercial conocido por contener tres hormonas vegetales en su composición, 0,009 % de kinetina, 0,005 % de ácido giberélico (GA3) y 0,005 % de ácido indolil butírico (AIB), fitorreguladores como auxinas, giberelinas y citoquinas (3232. Smiderle OJ, Souza AG, Maia SS, Reis ND, Costa JS, Pereira GS. Do stimulate® and acadian® promote increased growth and physiological indices of Hymenaea courbaril seedlings?. Revista Brasileira de Fruticultura. 2022;44(2):e-872. doi: 10.1590/0100-29452022872.).

Las auxinas actúan, principalmente, en la regulación del crecimiento y promoción del enraizamiento de primordios radiculares, mientras que las giberelinas tienen como una de sus principales funciones la estimulación de la división y elongación celular, además de tener mayor influencia en el proceso de germinación, ya que tienen un efecto estimulante. Tanto en presencia como en ausencia de dormancia en la semilla, actúan en la activación del crecimiento vegetativo del embrión, movilización de las reservas del endospermo y debilitamiento de la capa de endospermo que rodea al embrión (1212. Taiz L, Zeiger E, Moller IM, Murphy A. Fisiologia e Desenvolvimento Vegetal. 6st ed. Artmed Editora; 2017. 857 p. Available from: https://books.google.com.br/books?hl=pt-BR&lr=&id=PpO4DQAAQBAJ&oi=fnd&pg=PR1&dq=Fisiologia+e+Desenvolvimento+Vegetal&ots=7RGgtRKUQf&sig=naVcej7-22XCsHGMurUkhQt-yFY#v=onepage&q=Fisiologia%20e%20Desenvolvimento%20Vegetal&f=false.). A su vez, las citoquininas estimulan, principalmente, los procesos de división celular (citocinesis) (3333. Chrysargyris A, Xylia P, Anastasiou M, Pantelides I, Tzortzakis N. Effects of Ascophyllum nodosum seaweed extracts on lettuce growth, physiology and fresh‐cut salad storage under potassium deficiency. Journal of the Science of Food and Agriculture. 2018;98(15):5861-5872. doi: 10.1002/jsfa.9139.).

La concentración ideal del producto comercial compuesto por kinetina, ácido giberélico y ácido indol butírico optimizó el porcentaje de emergencia en la especie Acacia mangium (3434. Carvalho JHN, Lima APL, Lima SF. Adição de moinha de carvão e de Stimulate® na formação de mudas de Acacia mangium. Revista de Agricultura Neotropical. 2018;5(1):66-74. doi: 10.32404/rean.v5i1.2126.). En Hymenaea courbaril, la dosis de 2.0 ml L-1 de regulador vegetal resultó en un incremento del 18 % en la altura de los brotes, comparado con el testigo a los 90 DDT; sin embargo, no promovió un incremento en la clorofila a y b (3232. Smiderle OJ, Souza AG, Maia SS, Reis ND, Costa JS, Pereira GS. Do stimulate® and acadian® promote increased growth and physiological indices of Hymenaea courbaril seedlings?. Revista Brasileira de Fruticultura. 2022;44(2):e-872. doi: 10.1590/0100-29452022872.). Concentraciones inadecuadas de biorreguladores vegetales pueden provocar deterioro por alteraciones fitosanitarias, fisiológicas, bioquímicas y citológicas en las semillas, culminando en baja emergencia o incluso muerte embrionaria (3535. Singh V, Sergeeva L, Ligterink W, Aloni R, Zemach H, Doron FA, Yang J, Zhang P, Shabtai S, Firon N. Gibberellin Promotes Sweetpotato Root Vascular Lignification and Reduces Storage-Root Formation Frontiers Plant Science. 2019;10(3):1320. doi: 10.3389/fpls.2019.01320.).

Sin embargo, existen pocos estudios con biorreguladores en semillas nativas de la Amazonia (3131. Amaro HTR, Costa RC, Porto EMV, Araújo ECM, Fernandes HMF. Tratamento de sementes com produtos à base de fertilizantes e reguladores de crescimento. Pesquisa Agropecuária Gaúcha. 2020;26(1):222-242. doi: 10.36812/pag.2020261222-242.), lo que puede ser un campo de estudio para mejorar el vigor de las plántulas, permitiendo la obtención de plántulas de calidad.

En vista de lo anterior, las especies del género Eugenia tienen potencial como cultivos frutales, siendo la semilla la principal vía de propagación. Además, el fraccionamiento de semillas de araçá-boi tiene la ventaja de homogeneizar la emergencia y mejorar las plantas en el vivero, resultando en un mejor rendimiento en el uso del material de propagación y en la calidad de las plántulas producidas.

CONCLUSIONES

 

Los estudios realizados permitieron explorar; relacionar y comprender las respuestas físicas y fisiológicas de semillas del género Eugenia, sometidas a diferentes técnicas aplicadas a las semillas (fraccionamiento, prueba de tetrazolio y biorregulador vegetal), ya que el teniendo en cuanta las informaciones técnicas y científicas, se evitan inferencias y resultados contradictorios. Vale la pena mencionar que estos y otros estudios que proporcionan información para mejorar el sistema tradicional de obtención de plántulas de Eugenia stipitata requieren inversiones y cambios conceptuales, gerenciales y técnicos en el análisis de semillas para su real adopción. Por ejemplo, la prueba de tetrazolio puede ser una alternativa para determinar en menor tiempo la viabilidad de las semillas de Eugenia stipitata; a su vez, se requieren diferentes periodos de imbibición y concentraciones de cloruro de 2-3-5-trifenil tetrazolio para las semillas de las diferentes especies del género Eugenia. A su vez, el uso del biorregulador en la concentración adecuada puede optimizar la tasa de emergencia para la producción a gran escala de plántulas del género Eugenia.

AGRADECIMIENTOS

 

Un agradecimiento especial a las agencias de investigación brasileñas Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq) y Coordinación para la Mejora del Personal de la Enseñanza Superior-Brasil (CAPES) por el apoyo financiero.

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Cultivos Tropicales Vol. 45, No. 2, abril-junio, 2024, ISSN: 1819-4087
 
Bibliographic review

Review on use of tetrazolium in seed viability and bioregulator in seedling emergence of araçá-boi (Eugenia stipitata McVaugh)

 

iDSonicley da Silva Maia1Federal University of Roraima, BR 174, km 12, Monte Cristo, Boa Vista, Roraima, Brazil. CP 69300-000*✉:sony_maia@hotmail.com

iDOscar José Smiderle2Department of Seeds, Brazilian Agricultural Research Corporation, BR 174, Km 8, Industrial District, Boa Vista, Roraima, Brazil. CP 69301-970

iDAline das Graças Souza3Department of Agricultural Sciences, University Center of Maringá, Av. Guedner, 1610, Jardim Aclimação, Maringá, Paraná, Brazil. CP 87050-900

iDSalvador Barros Torres4Department of Agronomic and Forestry Sciences, Federal Rural University of the Semi-Arid, Av. Francisco Mota, Bairro Costa e Silva, 572, Mossoró, Rio Grande do Norte, Brazil. CP 59625-900

iDClarisse Pereira Benedito4Department of Agronomic and Forestry Sciences, Federal Rural University of the Semi-Arid, Av. Francisco Mota, Bairro Costa e Silva, 572, Mossoró, Rio Grande do Norte, Brazil. CP 59625-900


1Federal University of Roraima, BR 174, km 12, Monte Cristo, Boa Vista, Roraima, Brazil. CP 69300-000

2Department of Seeds, Brazilian Agricultural Research Corporation, BR 174, Km 8, Industrial District, Boa Vista, Roraima, Brazil. CP 69301-970

3Department of Agricultural Sciences, University Center of Maringá, Av. Guedner, 1610, Jardim Aclimação, Maringá, Paraná, Brazil. CP 87050-900

4Department of Agronomic and Forestry Sciences, Federal Rural University of the Semi-Arid, Av. Francisco Mota, Bairro Costa e Silva, 572, Mossoró, Rio Grande do Norte, Brazil. CP 59625-900

 

*Author for correspondence: sony_maia@hotmail.com

ABSTRACT

The objective of this study is to perform a bibliographic review of the published scientific material on the use of tetrazolium test and plant bioregulator in seeds of Eugenia stipitata, as well as in the emergence of its seedlings. Research on this species could reveal and record its production potential. E. stipitata is a fruit species native to the Amazon belonging to the Myrtaceae family. Undoubtedly, a prominent species potentially provides fruits with great benefits for human health and new alternatives for production systems. According to the bibliographic survey, the emergence of E. stipitata seedlings can exceed 180 days after sowing, while in the tetrazolium test the results can be obtained between 6 and 30 hours. In relation to seed physical and physiological dormancy, the plant bioregulator has potential to promote emergence of vigorous seeds and seedlings. Thus, the tetrazolium test can be an alternative to determine viability of Eugenia stipitata seeds. Different priming periods and concentrations of the tetrazolium salt solution are required for seeds of the genus Eugenia. Using the plant bioregulator can accelerate the emergence of seedlings of the genus Eugenia.

Key words: 
Eugenia, native species, seed quality, biostimulants

INTRODUCTION

 

The genus Eugenia representing more than 100 species within the family Myrtaceae, whose importance is due to its nutraceutical potential (11. Lamarca EV, Baptista W, Rodrigues DS, Oliveira Júnior CJF. Contribuições do conhecimento local sobre o uso de Eugenia spp. em sistemas de policultivos e agroflorestais. Revista Brasileira de Agroecologia. 2013;8:119-130. Available from: https://revistas.aba-agroecologia.org.br/rbagroecologia/article/view/13256.) and numerous medicinal properties, such as leaves with secondary metabolites of interest and other benefits, which include from the reduction of chronic, cardiovascular diseases, antimicrobial effects to the control of type II diabetes and chronic inflammatory (22. Pereira MC, Steffens RS, Jablonski A, Hertz PFO, Rios A, Vizzotto M, Flôres SH. Characterization and antioxidant potential of Brazilian fruits from the Myrtaceae family. Journal of Agriculture and Food Chemistry. 2012;60:3061-3067. doi: 10.1021/jf205263f., 33. Famuyide IM, Aro AO, Fasina FO, Eloff JN, McGaw LJ. Antibacterial and antibiofilm activity of acetone leaf extracts of nine under-investigated south African Eugenia and Syzygium (Myrtaceae) species and their selectivity indices. BMC complementary and alternative medicine. 2019:19(1):141. doi: 10.1186/s12906-019-2547-z.). Thus, this species is an income alternative, through either the commercialization of its fruits or the production of seeds and seedlings.

However, the seed of this species has physical dormancy determined by the presence of the seed coat, requiring a period of 180 days, after sowing, to complete the evaluation of the traditional germination test (44. BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Secretaria de Defesa Agropecuária. Instruções para análise de sementes de espécies florestais. 2013Available from: https://www.gov.br/agricultura/pt-br/assuntos/insumos-agropecuarios/insumos-agricolas/sementes-e-mudas/publicacoes-sementes-e-mudas/instrucoes-para-analise-de-sementes-de-especies-florestais/view.).

In this sense, it is necessary to adhere to techniques that facilitate the rapid and effective characterization of seed lots with high level of sensitivity to desiccation (55. Gentil DFO, Ferreira SAN. Viabilidade e superação da dormência em sementes de araçá-boi (Eugenia stipitata ssp. sororia). Acta Amazonica. 1999;29:21-31. doi: 10.1590/1809-43921999291031.). Thus, the tetrazolium test is an alternative to assist decision-making on the viability of the seed lot, and estimate vigor levels. This test based on the activity of dehydrogenase enzymes that are associated with the respiration process. Thus, the hydrogenation of 2-3-5-triphenyl tetrazolium chloride favors the production of a red-colored substance in living cells, which makes it possible to differentiate the living parts (stained red) from the dead parts (milky-white) (66. França Neto JDB, Krzyzanowski FC. Metodologia do Teste de Tetrazólio em Sementes de Soja. 1st ed. Londrina: Embrapa Soja; 2018, 108 p. Available from: https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/1098452/metodologia-do-teste-de-tetrazolio-em-sementes-de-soja.).

Several studies prove the efficacy of the tetrazolium test in seeds of annual crops. On the other hand, the methodology of this test is incipient for native fruit species, such as Eugenia stipitata, so studies are required to obtain an effective technique that allows the differentiation of living parts from dead parts.

Thus, research has been conducted to adjust and improve the tetrazolium test methodology for seeds of some species of the genus Eugenia, such as Eugenia pleurantha (77. Masetto TE, Davide AC, Faria JMR, Da Silva EAA, Rezende RKS. Avaliação da qualidade de sementes de Eugenia pleurantha (Myrtaceae) pelos testes de germinação e tetrazólio. Agrarian. 2009;2(5):33-46. Available from: https://ojs.ufgd.edu.br/index.php/agrarian/article/view/802.), Eugenia involucrata DC., Eugenia brasiliensis Lam., Eugenia uniflora L., Eugenia pyriformis Cambess. (88. Cripa FB, Freitas LCN, Grings AC, Bortolini MF. Tetrazolium test for viability estimation of Eugenia involucrata DC. and Eugenia pyriformis Cambess seeds. Journal of Seed Science. 2014;36(3):305-311. doi: 10.1590/2317-1545v36n3991., 99. Lamarca EV, Barbedo CJ. Methodology of the tetrazolium test for assessing the viability of seeds of Eugenia brasiliensis Lam., Eugenia uniflora L. and Eugenia pyriformis Cambess. Journal of Seed Science. 2014;36(4):427-434. doi: 10.1590/2317-1545v36n41029.) and even the Eugenia stipitata (1010. Calvi GP, Aud FF, Ferraz IDK, Pritchard HW, Kranner I. Analyses of several seed viability markers in individual recalcitrant seeds of Eugenia stipitata McVaugh with totipotent germination. Plant Biology. 2016;19(1):6-13. doi: 10.1111/plb.12466.).

Within these perspectives, scarification methods and biostimulants function as activators of metabolism reactivate physiological processes in different phases of germination and have been used as pre-germination treatments to optimize the germination process of dormant seeds.

The plant bioregulator has the function of establishing hormonal balance and enhancing the maintenance of physiological processes that culminate with cytokine activity (increase in cell division), with influence on cell elasticity and plasticity (growth), promoting different responses in seedling vigor (1111. Kolachevskaya OO, Sergeeva L, Floková K, Getman IA, Lomin SN, Alekseeva VV, et al. Auxin synthesis gene tms1 driven by tuberspecific promoter alters hormonal status of transgenic potato plants and their responses to exogenous phytohormones. Plant Cell Reports. 2017;36(2):419-435. Available from: https://link.springer.com/article/10.1007/s00299-016-2091-y., 1212. Taiz L, Zeiger E, Moller IM, Murphy A. Fisiologia e Desenvolvimento Vegetal. 6st ed. Artmed Editora; 2017. 857 p. Available from: https://books.google.com.br/books?hl=pt-BR&lr=&id=PpO4DQAAQBAJ&oi=fnd&pg=PR1&dq=Fisiologia+e+Desenvolvimento+Vegetal&ots=7RGgtRKUQf&sig=naVcej7-22XCsHGMurUkhQt-yFY#v=onepage&q=Fisiologia%20e%20Desenvolvimento%20Vegetal&f=false.).

In view of the above, the objective of this study is to perform a bibliographic review of the published scientific material on the use of tetrazolium test and plant bioregulator in araçá-boi (Eugenia stipitata) seeds and in the emergence of its seedlings.

Seed characteristics of araçá-boi (Eugenia stipitata McVaugh)

 

Araçá-boi seed has slender, coriaceous and thick seed coat. Its outer surface is dark brown, with a suede-leather appearance. Internally, the seed coat is smooth and light brown. In relation to shape, it can be reniform, flattened, discoidal, with length greater than width or vice versa, almost spherical, but the predominant morphology is reniform with lateral flattening (1313. Anjos AMG, Ferraz IDK. Morfologia, germinação e teor de água das sementes de araçá-boi (Eugenia stipitata ssp. sororia). Acta Amazonica. 1999;29:337-348. doi: 10.1590/1809-4392199929334.).

The seed is exalbuminous, starchy and pachychalazal, with a coat of complex structure impregnated with phenolic substances. Pachychalazal is an important structure for recalcitrant seeds, as it is related to micromorphological strategies to neutralize water loss, thus ensuring the water content in the embryo, which is eugenioid and has an undifferentiated embryonic axis, hence being pseudomonocotyledonous (1414. Mendes AMS, Mendonça MS. Análise anatômica e histoquímica de sementes maduras de Eugenia stipitata ssp. sororia Mc Vaugh (araçá-boi) - Myrtaceae. Brazilian Journal of Development. 2020;6(10):77510-77522. doi: 10.34117/bjdv6n10-251.).

In general, many advances have been achieved with araçá-boi seeds, such as: the potential for regeneration of embryos when part of their tissues are suppressed, which can provide new complete seedlings (1313. Anjos AMG, Ferraz IDK. Morfologia, germinação e teor de água das sementes de araçá-boi (Eugenia stipitata ssp. sororia). Acta Amazonica. 1999;29:337-348. doi: 10.1590/1809-4392199929334.), and differences in the limits of tolerance to desiccation and storage (1515. Kohama S, Maluf AM, Bilia DAC, Barbedo CJ. Secagem e armazenamento de sementes de Eugenia brasiliensis Lam. (grumixameira). Revista Brasileira de Sementes. 2006;28:72-78. doi: 10.1590/S0101-31222006000100010.).

Germination aspect of araçá-boi

 

Seeds of the genus Eugenia are known for their intolerance to desiccation (recalcitrant) and resistant seed coat, which after drying becomes resistant to rupture by the embryo, resulting in delayed germination (1313. Anjos AMG, Ferraz IDK. Morfologia, germinação e teor de água das sementes de araçá-boi (Eugenia stipitata ssp. sororia). Acta Amazonica. 1999;29:337-348. doi: 10.1590/1809-4392199929334.).

The dormancy of araçá-boi seeds may be due to the presence of germination-inhibiting chemicals such as abscisic acid and phenolic compounds. Being suggest leaching as a method for overcoming dormancy caused by these inhibitors. On the other hand, seed fractionation, can trigger the balance between production and elimination of reactive oxygen species (hydrogen peroxide and singlet oxygen), which promote biological processes that favor the emergence of roots, which acts as a positive sign in dormancy overcoming (1616. Amorim IP, Silva JPN, Barbedo CJ. As sementes de Eugenia spp. (Myrtaceae) e seus novos conceitos sobre propagação. Hoehnea. 2020;47:e292020. doi: 10.1590/2236-8906-29/2020.).

Although the germination test is the standard performed in the laboratory, it may be time consuming, depending on the species under analysis, and the delay in obtaining the germination leads to a serious limitation to the decision-making process in the seed industry; for E. stipitate, the emergence test lasts around 180 days after sowing (44. BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Secretaria de Defesa Agropecuária. Instruções para análise de sementes de espécies florestais. 2013Available from: https://www.gov.br/agricultura/pt-br/assuntos/insumos-agropecuarios/insumos-agricolas/sementes-e-mudas/publicacoes-sementes-e-mudas/instrucoes-para-analise-de-sementes-de-especies-florestais/view.).

These facts require scientific research to search for promising methodologies for analysis of seeds of native species, which will enable large-scale production of araçá-boi seedlings via seeds (1717. Smiderle OJ, Sousa RCP. Dormência em sementes de paricarana (Bowdichia virgilioides Kunth - Fabaceae - Papilionidae). Revista Brasileira de Sementes. 2003;25(2):48-52. doi: 10.1590/S0101-31222003000100012.). Therefore, using the tetrazolium test can optimize the prediction of the physiological viability of seeds of the species under study.

Tetrazolium Test Importance of the tetrazolium test

 

Rapid evaluation of the physiological potential of seeds is important so that farmers, researchers and companies use their resources rationally. In that regard, different procedures for evaluating seed viability have been used in the identification of lots with high or low vigor (1818. Rodrigues MHBS, da Silva Santos A, de Melo EN, Da Silva JN, Oliveira CJA. Vigor de sementes: métodos para análise e fatores que o influenciam. Meio Ambiente (Brasil). 2020;2(3). Available from: https://meioambientebrasil.com.br/index.php/ MABRA/article/ view/53., 1919. França Neto JB, Henning AA, Krzyzanowski FC, Lorini I. DIACOM: 35 anos de capacitação nos testes de tetrazólio e Patologia de sementes de soja. 2015. Available from: https://seednews.com.br/artigos/1381-35-anos-de-capacitacao-nos-testes-de-tetrazolio-e-patologia-de-sementes-de-soja-edicao-setembro-2015.). Among them, the tetrazolium test stands out for generating promising results to determine the viability of seeds of native fruit crops. This test is relatively simple, but the price of the salt is high, so adjusted and promising methodologies are recommended to perform the test. Consequently, the tetrazolium test has been shown to be an interesting alternative due to the quality and speed in determining seed viability and vigor, making it possible to obtain results usually in less than 24 hours (2020. Dias MCLL, Alves SJ. Avaliação da viabilidade de sementes de Panicum maximum Jacq pelo teste de tetrazólio. Revista Brasileira de Sementes. 2008;30(3):152-158. doi: 10.1590/S0101-31222008000300020.).

Physiology of the tetrazolium test

 

The tetrazolium test is based on the immersion of seeds in a colorless solution of 2,3,5-triphenyl tetrazolium chloride salt, used as an indicator of the reduction process that occurs within living cells. In this process, H+ ions released during the respiration of living tissues are transferred by a group of enzymes, particularly malic acid dehydrogenase, and interact with the tetrazolium salt, which is reduced to a red, stable and non-diffusible compound called triphenylformazan, indicating that there is respiratory activity and cellular viability of the tissue (66. França Neto JDB, Krzyzanowski FC. Metodologia do Teste de Tetrazólio em Sementes de Soja. 1st ed. Londrina: Embrapa Soja; 2018, 108 p. Available from: https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/1098452/metodologia-do-teste-de-tetrazolio-em-sementes-de-soja.).

The formation of light carmine red indicates viable tissue, while intense carmine red reveals deteriorating tissue, since decayed tissues release very small amounts of hydrogen ions, insufficient for the reaction with the tetrazolium salt (2121. MARCOS FILHO J., 2015 - Fisiologia de sementes de plantas cultivadas. - Londrina: ABRATES, 660. Available from: https://repositorio.usp.br/item/002724502.), so the reduction of the salt will not occur and the dead tissue will contrast as white (66. França Neto JDB, Krzyzanowski FC. Metodologia do Teste de Tetrazólio em Sementes de Soja. 1st ed. Londrina: Embrapa Soja; 2018, 108 p. Available from: https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/1098452/metodologia-do-teste-de-tetrazolio-em-sementes-de-soja.).

These staining differences, observed in the seeds after they are subjected to the tetrazolium solution, are the main characteristics that must be considered in the interpretation of the test results, in addition to whether the intensity of seed staining varies between species (2222. Bento SRSO, Santos AEO, Melo DRM, Torres SB. Eficiência dos testes de vigor na avaliação da qualidade fisiológica de sementes de mulungu (Erythrina velutina WILLD.). Revista Brasileira de Sementes. 2010;32(4):111-117. doi: 10.1590/S0101-31222010000400012.).

Adjust of the tetrazolium test

 

The effectiveness of the test in assessing seed viability and vigor is related to the application of methodologies adjusted for each species, in order to define the most appropriate conditions for the preparation (2323. Guedes RS, Alves EU, Gonçalves EP, Viana JS, Silva KB, Gomes MSS. Metodologia para teste de tetrazólio em sementes de Amburana cearensis (Allemão) A.C. Smith. Revista Brasileira de Plantas Medicinais. 2010;12(1):120-126. doi: 10.1590/S1516-05722010000100017.). However, some species need to go through preparatory steps prior to immersion in the tetrazolium solution so that it is adequately absorbed by the seeds (2424. Costa CJ, Santos CP. Teste de tetrazólio em sementes de leucena. Revista Brasileira de Sementes. 2010;32(2):66-72. doi: 10.1590/S0101-31222010000200008.). Thus, the imbibition process triggers the physiological activity of the seed and facilitates seed coat removal and exposure of the embryo to the contact with the solution used (2525. Cunha MCL, Gomes IHRA. Viabilidade de sementes de Erythrina velutina Willd pelo teste de tetrazólio. Nativa. 2015;3(3):196-200. doi: 10.14583/2318-7670.v03n03a08.). After priming, many species still require preparatory techniques, which involve puncture, cutting and/or removal of the seed coat (2424. Costa CJ, Santos CP. Teste de tetrazólio em sementes de leucena. Revista Brasileira de Sementes. 2010;32(2):66-72. doi: 10.1590/S0101-31222010000200008.).

The longitudinal sectioning, followed by seed coat removal, prior to immersion in tetrazolium solution, despite being a delicate and laborious operation, makes it possible to reduce the time necessary for seeds to acquire the staining (2626. Sarmento MB, Silva ACS, Villela FA, Santos KLD, Mattos LCP. Teste de tetrazólio para avaliação da qualidade fisiológica em sementes de goiabeira-serrana (Acca sellowiana O. Berg Burret). Revista Brasileira de Fruticultura. 2013;35(1):270-276. doi: 10.1590/S0100-29452013000100031.).

Therefore, the conduction of the tetrazolium test it is indispensable to perform procedures to determine the priming and cutting of the seeds before they are subjected to the tetrazolium salt, as well as the staining, varying the concentration of the tetrazolium salt solution, time and priming temperature, which are determined for each species (99. Lamarca EV, Barbedo CJ. Methodology of the tetrazolium test for assessing the viability of seeds of Eugenia brasiliensis Lam., Eugenia uniflora L. and Eugenia pyriformis Cambess. Journal of Seed Science. 2014;36(4):427-434. doi: 10.1590/2317-1545v36n41029., 2121. MARCOS FILHO J., 2015 - Fisiologia de sementes de plantas cultivadas. - Londrina: ABRATES, 660. Available from: https://repositorio.usp.br/item/002724502., 2323. Guedes RS, Alves EU, Gonçalves EP, Viana JS, Silva KB, Gomes MSS. Metodologia para teste de tetrazólio em sementes de Amburana cearensis (Allemão) A.C. Smith. Revista Brasileira de Plantas Medicinais. 2010;12(1):120-126. doi: 10.1590/S1516-05722010000100017.).

In some species to obtain satisfactory results of staining by the tetrazolium salt, priming needs to be carried out to favor the penetration of the solution into the tissues of interest to be evaluated, as well as adjustments in the tetrazolium solution concentration, time and priming temperature (2727. Zorzal TA, Fantinato DE, Campos LM, Luz ACC, Corte VB. Teste do tetrazólio para estimativa da viabilidade de sementes. Natureza on line. 2015;13(3):144-149. Available from: https://scholar.google.com.br/scholar?hl=pt-BR&as_sdt=0%2C5&q=Teste+do+tetra z%C3%B3lio+para+estimativa+da+viabilidade+de+sementes&btnG=.). Air temperature contributes to increasing water viscosity, which accelerates water absorption by the seed in phase I of the three-phase germination pattern (2828. Carvalho SMC, Torres SB, Benedito CP, Nogueira NW, Souza AAT, Souza Neta MLD. Viability of Libidibia ferrea (Mart. ex Tul.) L. P. Queiroz var. ferrea) seeds by tetrazolium test. Journal of Seed Science. 2017;39(1):7-12. doi: 10.1590/2317-1545v39n1163784.).

The choice of the appropriate method should be based on the ease of identification of viable and unviable tissues and on the ability to differentiate lots with different physiological qualities (2929. Azerêdo GA, Paula RC, Valeri SV. Viabilidade de sementes de Piptadenia moniliformis Benth. pelo teste de tetrazólio. Revista Brasileira de Sementes. 2011;33(1):061-068. doi: 10.1590/S0101-31222011000100007.). For temperature, the staining color should be developed between 35 and 40 ºC, because it is faster, but the test can be performed normally at temperatures from 20 to 40 ºC (3030. Añez LMM, Coelho MFB, Albuquerque MCF, Mendonça EAF, Dombroski JLD. Padronização da metodologia do teste de tetrazólio para sementes de Jatropha elliptica M. Arg. (Euphorbiaceae). Revista Brasileira de Plantas Medicinais. 2007;9(3):82-88. Available from: https://docplayer.com.br/68834449-Padronizacao-da-metodologia-do-teste-de-tetrazolio-para-sementes-de-jatropha-elliptica-m-arg-euphorbiaceae.html.).

Potential of the tetrazolium test in the viability of Eugenia spp. seeds

 

Table 1 lists the best results of the tetrazolium test, and Figure 1 shows the results of staining of tetrazolium test in different species of the genus Eugenia.

Table 1.  Priming, concentration, immersion time/temperature and seed viability obtained by the tetrazolium test in different species of Eugenia
Species Priming Concentration Time/ Temperature Viability Reference
E. involucrate Immersion in distilled water (24h/30 °C) 0.5% 2h/30 °C 87 % (88. Cripa FB, Freitas LCN, Grings AC, Bortolini MF. Tetrazolium test for viability estimation of Eugenia involucrata DC. and Eugenia pyriformis Cambess seeds. Journal of Seed Science. 2014;36(3):305-311. doi: 10.1590/2317-1545v36n3991.)
E. pyriformis Immersion in distilled water (24h/30 °C) 0.5% 6h/30 °C 83 % (88. Cripa FB, Freitas LCN, Grings AC, Bortolini MF. Tetrazolium test for viability estimation of Eugenia involucrata DC. and Eugenia pyriformis Cambess seeds. Journal of Seed Science. 2014;36(3):305-311. doi: 10.1590/2317-1545v36n3991.)
E. pleurantha Immersion in distilled water (12h/30 °C) 0.1% 4h/30 °C 88 % (77. Masetto TE, Davide AC, Faria JMR, Da Silva EAA, Rezende RKS. Avaliação da qualidade de sementes de Eugenia pleurantha (Myrtaceae) pelos testes de germinação e tetrazólio. Agrarian. 2009;2(5):33-46. Available from: https://ojs.ufgd.edu.br/index.php/agrarian/article/view/802.)
E. brasiliensis Immersion in distilled water (3h/25 °C) 0.250% 3h/35 °C 85 % (99. Lamarca EV, Barbedo CJ. Methodology of the tetrazolium test for assessing the viability of seeds of Eugenia brasiliensis Lam., Eugenia uniflora L. and Eugenia pyriformis Cambess. Journal of Seed Science. 2014;36(4):427-434. doi: 10.1590/2317-1545v36n41029.)
E. uniflora Immersion in distilled water (3h/25 °C) 0.125% 3h/35 °C 83 % (99. Lamarca EV, Barbedo CJ. Methodology of the tetrazolium test for assessing the viability of seeds of Eugenia brasiliensis Lam., Eugenia uniflora L. and Eugenia pyriformis Cambess. Journal of Seed Science. 2014;36(4):427-434. doi: 10.1590/2317-1545v36n41029.)
E. stipitata - 1% 24h/30 °C - (1010. Calvi GP, Aud FF, Ferraz IDK, Pritchard HW, Kranner I. Analyses of several seed viability markers in individual recalcitrant seeds of Eugenia stipitata McVaugh with totipotent germination. Plant Biology. 2016;19(1):6-13. doi: 10.1111/plb.12466.)

The Figure 1 (99. Lamarca EV, Barbedo CJ. Methodology of the tetrazolium test for assessing the viability of seeds of Eugenia brasiliensis Lam., Eugenia uniflora L. and Eugenia pyriformis Cambess. Journal of Seed Science. 2014;36(4):427-434. doi: 10.1590/2317-1545v36n41029.) shows the results of staining of the tetrazolium m test in different species of the genus Eugenia.

A to F= Staining of E. brasiliensis, E. uniflora and E. pyriformis seeds in the tetrazolium test; A and B = intact seeds, demonstrating that they do not acquire sufficient staining for analysis; C and D = viable seeds; E and F = unviable seeds; and surface of the embryo after longitudinal cutting. Scale of 1 cm
Figure 1.  Viability staining in seeds of different species of Eugenia by the tetrazolium test

As shown in Table 1 and Figure 1, despite belonging to the same genus, the species have differences between the ideal combinations for the use of the tetrazolium test. Such variations emphasize the need to adapt the tetrazolium test methodology for each species, as these results may be related to specificity and genetic variation, reduction of moisture content during the storage period or maturity degree at the time of fruit harvest, which may alter the hormonal balance of seeds (2626. Sarmento MB, Silva ACS, Villela FA, Santos KLD, Mattos LCP. Teste de tetrazólio para avaliação da qualidade fisiológica em sementes de goiabeira-serrana (Acca sellowiana O. Berg Burret). Revista Brasileira de Fruticultura. 2013;35(1):270-276. doi: 10.1590/S0100-29452013000100031.).

Influence of bioregulators on seed germination process

 

Growth bioregulators, also called biostimulants or phytohormones, contain in their composition: amino acids, humic substances (humic acids and fulvic acids), plant growth hormones, vitamins and various other elements, and may contain organic substances from algae extract (1111. Kolachevskaya OO, Sergeeva L, Floková K, Getman IA, Lomin SN, Alekseeva VV, et al. Auxin synthesis gene tms1 driven by tuberspecific promoter alters hormonal status of transgenic potato plants and their responses to exogenous phytohormones. Plant Cell Reports. 2017;36(2):419-435. Available from: https://link.springer.com/article/10.1007/s00299-016-2091-y.).

Bioregulators function as activators of seed and plant cell metabolism, reactivate physiological processes in different stages of development and stimulate root growth (1212. Taiz L, Zeiger E, Moller IM, Murphy A. Fisiologia e Desenvolvimento Vegetal. 6st ed. Artmed Editora; 2017. 857 p. Available from: https://books.google.com.br/books?hl=pt-BR&lr=&id=PpO4DQAAQBAJ&oi=fnd&pg=PR1&dq=Fisiologia+e+Desenvolvimento+Vegetal&ots=7RGgtRKUQf&sig=naVcej7-22XCsHGMurUkhQt-yFY#v=onepage&q=Fisiologia%20e%20Desenvolvimento%20Vegetal&f=false., 3131. Amaro HTR, Costa RC, Porto EMV, Araújo ECM, Fernandes HMF. Tratamento de sementes com produtos à base de fertilizantes e reguladores de crescimento. Pesquisa Agropecuária Gaúcha. 2020;26(1):222-242. doi: 10.36812/pag.2020261222-242.). Stimulate® is a commercial product known to contain three plant hormones in its composition, 0.009 % kinetin, 0.005 % gibberellic acid (GA3) and 0.005 % indolyl butyric acid (IBA), phytoregulators such as auxins, gibberellins and cytokines (3232. Smiderle OJ, Souza AG, Maia SS, Reis ND, Costa JS, Pereira GS. Do stimulate® and acadian® promote increased growth and physiological indices of Hymenaea courbaril seedlings?. Revista Brasileira de Fruticultura. 2022;44(2):e-872. doi: 10.1590/0100-29452022872.).

Auxins act mainly in the regulation of growth and promotion of rooting of root primordia, whereas gibberellins have as one of their main functions the stimulation of cell division and elongation, besides having greater influence on the germination process. They have a stimulating effect, in both the presence and the absence of dormancy in the seed, acting in the activation of vegetative growth of the embryo, mobilization of endosperm reserves and weakening of the endosperm layer surrounding the embryo (1212. Taiz L, Zeiger E, Moller IM, Murphy A. Fisiologia e Desenvolvimento Vegetal. 6st ed. Artmed Editora; 2017. 857 p. Available from: https://books.google.com.br/books?hl=pt-BR&lr=&id=PpO4DQAAQBAJ&oi=fnd&pg=PR1&dq=Fisiologia+e+Desenvolvimento+Vegetal&ots=7RGgtRKUQf&sig=naVcej7-22XCsHGMurUkhQt-yFY#v=onepage&q=Fisiologia%20e%20Desenvolvimento%20Vegetal&f=false.). In turn, cytokinins mainly stimulate cell division processes (cytokinesis) (3333. Chrysargyris A, Xylia P, Anastasiou M, Pantelides I, Tzortzakis N. Effects of Ascophyllum nodosum seaweed extracts on lettuce growth, physiology and fresh‐cut salad storage under potassium deficiency. Journal of the Science of Food and Agriculture. 2018;98(15):5861-5872. doi: 10.1002/jsfa.9139.).

The ideal concentration of the commercial product composed of kinetin, gibberellic acid and indole butyric acid optimized the percentage of emergence in Acacia mangium (3434. Carvalho JHN, Lima APL, Lima SF. Adição de moinha de carvão e de Stimulate® na formação de mudas de Acacia mangium. Revista de Agricultura Neotropical. 2018;5(1):66-74. doi: 10.32404/rean.v5i1.2126.). In Hymenaea courbaril the 2.0 ml L-1 dose of plant regulator resulted in an 18 % increase in shoot height, compared to the control at 90 DAT. however, did not promote an increase in chlorophyll a and b (3232. Smiderle OJ, Souza AG, Maia SS, Reis ND, Costa JS, Pereira GS. Do stimulate® and acadian® promote increased growth and physiological indices of Hymenaea courbaril seedlings?. Revista Brasileira de Fruticultura. 2022;44(2):e-872. doi: 10.1590/0100-29452022872.). Inadequate concentrations of plant bioregulators can lead to deterioration by phytosanitary, physiological, biochemical, and cytological alterations in the seeds, culminating in low emergence or even embryo death (3535. Singh V, Sergeeva L, Ligterink W, Aloni R, Zemach H, Doron FA, Yang J, Zhang P, Shabtai S, Firon N. Gibberellin Promotes Sweetpotato Root Vascular Lignification and Reduces Storage-Root Formation Frontiers Plant Science. 2019;10(3):1320. doi: 10.3389/fpls.2019.01320.).

However, there are few studies with bioregulators in native seeds of the Amazon (3131. Amaro HTR, Costa RC, Porto EMV, Araújo ECM, Fernandes HMF. Tratamento de sementes com produtos à base de fertilizantes e reguladores de crescimento. Pesquisa Agropecuária Gaúcha. 2020;26(1):222-242. doi: 10.36812/pag.2020261222-242.), which can be a field of study to enhance the vigor of plantlets, consequently leading to quality seedlings.

In view of the above, species of the genus Eugenia have potential as fruit crops, and the seed is the main pathway of propagation. In addition, the fractionation of araçá-boi seeds has the advantage of homogenizing emergence and improving plant stand in the nursery, resulting in better yield in the use of propagative material and in the quality of the seedlings produced.

CONCLUSIONS

 

The studies conducted allowed exploring; relating and understanding the physical and physiological responses of seeds of the genus Eugenia subjected to different techniques in seed analysis (fractionation, tetrazolium test and plant bioregulator), should be judicious and based on technical and scientific information, avoiding inferences and contradictory results. It is worth mentioning that these and other studies that provide information for improving the traditional system of Eugenia stipitata seedlings require investments and conceptual, managerial and technical changes in seed analysis for its real adoption. For instance, the tetrazolium test may be an alternative to determine the viability of Eugenia stipitata seeds faster; in turn, different priming periods and concentrations of the tetrazolium salt solution are required in the imbibition of seeds of the genus Eugenia. Using the bioregulator at the appropriate concentration can optimize the emergence rate for large-scale production of seedlings of the genus Eugenia.

ACKNOWLEDGEMENTS

 

Special thanks to the Brazilian research agencies: National Council for Scientific and Technological Development (CNPq) for financial support and Coordination for the Improvement of Higher Education Personnel - Brazil (CAPES).