Amylose content and micromorphology of popcorn progenies with different popping expansion volumes / Teores de amilose e micromorfologia de progênies de milho-pipoca com diferentes volumes de expansão

ABSTRACT: Popcorn (Zea mays var. everta) has a higher commercial value than common maize, in addition to being a popular food among consumers. Today, there is a constant search for cultivars with superior performance for several traits of interest in the case of popcorn, yield and popping expansion. On this basis, this project proposes to characterize progenies of popcorn with different values ​​of expansion capacity regarding chemical composition and micromorphology. Kernels from the fifth cycle (C5) of intrapopulation recurrent selection were evaluated. The progenies were selected based on the popping expansion volume of their kernels. The kernels were quantified for amylose and analyzed for starch granule arrangement and pericarp thickness by scanning electron microscopy. Progenies with low popping expansion volume (0 and 7 mL g-1) showed amylose contents of 21.24 and 20.18%, respectively; a less compact endosperm, with individual starch granules interspaced with empty spaces; and pericarp thickness between 40.94 and 38.99 µm, respectively. By contrast, progenies with high popping expansion volume (30 and 35 mL g-1) showed amylose contents of 23.92 and 26.10%; a vitreous endosperm; more-compact starch granules without empty spaces in between; and pericarp thickness between 107.66 and 107.84 µm. Progenies with higher popping expansion volume exhibited a thicker pericarp, a high amylose percentage and a more-compact endosperm, whereas those with the lower expansion volumes showed a thinner pericarp, a lower amylose percentage and individual starch granules.

RESUMO: O milho-pipoca (Zea mays var. everta) tem um valor comercial mais elevado do que o milho comum e é um alimento popular entre os consumidores. Hoje, existe uma constante busca por cultivares com desempenho superior para os diversos caracteres de interesse, no caso da pipoca, produtividade e capacidade de expansão. O trabalho propõe caracterizar progênies de milho-pipoca com diferentes valores de capacidade de expansão quanto à composição química e micromorfologia. Foram estudados grãos do quinto ciclo (C5) de seleção recorrente intrapopulacional. As progênies foram selecionadas com base nos valores de capacidade de expansão de seus grãos. Os grãos foram quantificados para amilose e analisados quanto ao arranjo dos grânulos de amido e espessura do pericarpo por microscopia eletrônica de varredura. Progênies com baixa capacidade de expansão (0 e 7 mL g-1) apresentaram teor de amilose de 21,24 e 20,18% respectivamente; endosperma menos compacto, com grânulos de amido individualizados e intercalados com espaços vazios; e espessura do pericarpo medindo entre 40,94 e 38,99 µm, respectivamente. Por outro lado, progênies com alta capacidade de expansão (30 e 35 mL g-1) apresentaram teor de amilose de 23,92 e 26,10%, endosperma vítreo, sendo os grânulos de amido mais compactos e sem espaços vazios entre eles; e espessura do pericarpo medindo entre 107,66 e 107,84 µm. Progênies com altos valores de capacidade de expansão apresentam maior espessura de pericarpo, alta porcentagem de amilose e endosperma mais compactado, enquanto as com menores valores de expansão, apresentam menor espessura do pericarpo, menor porcentagem de amilose e grânulos de amido individualizados.

Germination constraints of dicarpic cypselae of Bidens pilosa L / Restrições a germinação de cipselas dicárpicas de Bidens pilosa L

Abstract Bidens pilosa L. is a heterocarpic weed species with two cypselae types that present morpho-physiological differences, being the peripheral type smaller and slower to germinate than the central one. We aimed to verify how the germination mechanism varied between types. We focused on two mechanisms: (1) pericarp constraints (physical and chemical) and (2) hormonal stimulation (Abcisic acid [ABA] and Gibberellin [GA]). Both cypselae types are physically constrained by the pericarp, for when it is excised both seed types increase their germination, but behavioral differences still remain. The pericarp of the peripheral type also has chemical inhibitors that effectively inhibited germination of the intact central cypsela. To test the hormonal effects, we focused on the ABA:GA control. Both cypselae responded to an exogenous ABA concentration gradient, however there is no variation between types on the sensitivity to it. Also, both cypselae types were indifferent to Fluridone (ABA inhibitor), which indicates that the dormancy is not maintained by de novo ABA synthesis. Cypselae types had different sensitivity to an exogenous GA3 gradient, the central type being more sensitive to the treatment than the peripheral one. But when the endogenous GA synthesis was blocked by Paclobutrazol, both types responded equally to same GA3 concentrations. This indicates that endogenous GA synthesis may be related to differences observed on germination of cypselae types. To conclude, seed types differ on their growth potential to overcome the pericarp resistance: while the inhibitor in the peripheral pericarp reduces growth potential, GA increases it.

Resumo Bidens pilosa L. é uma espécie de planta daninha heterocarpica com dois tipos de cipselas que possuem diferenças morfofisiológicas, sendo o tipo periférico de menor tamanho e com germinação lenta se comparado com o central. Nosso objetivo foi verificar como o mecanismo de germinação varia entre os tipos. Focamos em dois mecanismos: (1) restrição causada pelo pericarpo (física e química) e (2) estímulo hormonal (Ácido abscísico [ABA] e Giberelina [GA]). Os tipos de cipselas são fisicamente limitados pelo pericarpo, pois quando ambos os tipos de sementes são excisados há um aumento na germinação, contudo as diferenças no processo se mantém. O pericarpo do tipo periférico ainda possui inibidores que efetivamente retardam a germinação das cipselas centrais intactas. Para testar os efeitos hormonais, nós focamos no controle pelo ABA:GA. Ambas cipselas responderam ao gradiente de concentração de ABA exógeno, contudo não houve variação na sensibilidade entre os tipos. Ainda, ambos tipos de cipselas foram indiferentes à Fluoridona (inibidor de ABA), que indica que a dormência não é mantida pela nova síntese de ABA. Tipos de cipselas apresentam diferentes sensibilidades ao gradiente exógeno de GA3, com o tipo central sendo mais sensível ao tratamento que o periférico. Mas quando a síntese endógena de GA foi bloqueada pelo Paclobutrazol, ambos os tipos responderam de forma similar às concentrações de GA 3. Isso indica que a síntese de GA endógena pode estar relacionada com a diferença observada na germinação dos dois tipos de cipselas. Para concluir, os tipos de sementes diferem no potencial para superar a resistência do pericarpo, sendo o inibidor no pericarpo da cipsela periférica o redutor do potencial de crescimento, enquanto a GA aumenta esse potencial.

Germination constraints of dicarpic cypselae of Bidens pilosa L

Abstract Bidens pilosa L. is a heterocarpic weed species with two cypselae types that present morpho-physiological differences, being the peripheral type smaller and slower to germinate than the central one. We aimed to verify how the germination mechanism varied between types. We focused on two mechanisms: (1) pericarp constraints (physical and chemical) and (2) hormonal stimulation (Abcisic acid [ABA] and Gibberellin [GA]). Both cypselae types are physically constrained by the pericarp, for when it is excised both seed types increase their germination, but behavioral differences still remain. The pericarp of the peripheral type also has chemical inhibitors that effectively inhibited germination of the intact central cypsela. To test the hormonal effects, we focused on the ABA:GA control. Both cypselae responded to an exogenous ABA concentration gradient, however there is no variation between types on the sensitivity to it. Also, both cypselae types were indifferent to Fluridone (ABA inhibitor), which indicates that the dormancy is not maintained by de novo ABA synthesis. Cypselae types had different sensitivity to an exogenous GA3 gradient, the central type being more sensitive to the treatment than the peripheral one. But when the endogenous GA synthesis was blocked by Paclobutrazol, both types responded equally to same GA3 concentrations. This indicates that endogenous GA synthesis may be related to differences observed on germination of cypselae types. To conclude, seed types differ on their growth potential to overcome the pericarp resistance: while the inhibitor in the peripheral pericarp reduces growth potential, GA increases it.

Resumo Bidens pilosa L. é uma espécie de planta daninha heterocarpica com dois tipos de cipselas que possuem diferenças morfofisiológicas, sendo o tipo periférico de menor tamanho e com germinação lenta se comparado com o central. Nosso objetivo foi verificar como o mecanismo de germinação varia entre os tipos. Focamos em dois mecanismos: (1) restrição causada pelo pericarpo (física e química) e (2) estímulo hormonal (Ácido abscísico [ABA] e Giberelina [GA]). Os tipos de cipselas são fisicamente limitados pelo pericarpo, pois quando ambos os tipos de sementes são excisados há um aumento na germinação, contudo as diferenças no processo se mantém. O pericarpo do tipo periférico ainda possui inibidores que efetivamente retardam a germinação das cipselas centrais intactas. Para testar os efeitos hormonais, nós focamos no controle pelo ABA:GA. Ambas cipselas responderam ao gradiente de concentração de ABA exógeno, contudo não houve variação na sensibilidade entre os tipos. Ainda, ambos tipos de cipselas foram indiferentes à Fluoridona (inibidor de ABA), que indica que a dormência não é mantida pela nova síntese de ABA. Tipos de cipselas apresentam diferentes sensibilidades ao gradiente exógeno de GA3, com o tipo central sendo mais sensível ao tratamento que o periférico. Mas quando a síntese endógena de GA foi bloqueada pelo Paclobutrazol, ambos os tipos responderam de forma similar às concentrações de GA 3. Isso indica que a síntese de GA endógena pode estar relacionada com a diferença observada na germinação dos dois tipos de cipselas. Para concluir, os tipos de sementes diferem no potencial para superar a resistência do pericarpo, sendo o inibidor no pericarpo da cipsela periférica o redutor do potencial de crescimento, enquanto a GA aumenta esse potencial.

Rendimento e qualidade de sementes de amendoim forrageiro em diferentes épocas de colheita / Forage Arachis seeds quality and yield as affected by harvest time

O objetivo do trabalho foi avaliar o rendimento e a qualidade de sementes de amendoim forrageiro (Arachis pintoi) em diferentes épocas de colheita. O delineamento experimental adotado foi em blocos ao acaso, com quatro repetições e cinco tratamentos, representados pelas épocas de colheita realizadas a partir de 12 meses após a semeadura (MAS), em dezembro de 2003 e em maio de 2004, em Seropédica, RJ. Foram avaliados os componentes de produção, o rendimento de sementes com o pericarpo (vagens) e a germinação das sementes (com ou sem a remoção do pericarpo). As colheitas, realizadas no período de 16 a 18MAS, no cultivo de dezembro, e, após 12MAS, em maio, proporcionaram os maiores rendimentos de vagens de Arachis pintoi. Os parâmetros indicadores de maturidade fisiológica foram massa de 100 sementes e porcentagem de vagens soltas no solo. A remoção do pericarpo associada à temperatura alternada promoveu a superação da dormência das sementes de Arachis pintoi, após quatro meses de armazenamento.

The aim of this study was to evaluate the forage Arachis seeds (Arachis pintoi) yield and quality as affected by time of harvesting. A completely randomized design with four replications was used. For this were carried out five harvests, starting 12 months after planting (MAP) in December of 2003 and may of 2004, in the Seropédica, RJ. The seeds pods yield, yield components and the germination of seeds with or without pod, were evaluated. The biggest production of seeds pods Arachis pintoi was obtained at 16MAP, when cultivated in December and at 12MAP, in May. The physiological maturity indicators were the weight of 100 seeds and the seeds pods percentage on the soil. The removal of pod associate the alternating temperature contributed for the overcoming of Arachis pintoi seeds dormancy, after four months of storage.

Tratamentos pré-germinativos em sementes de Arachis pintoi / Arachis pintoi seeds as affect by pre-germination

Neste Trabalho objetivou-se avaliar o efeito dos tratamentos prévios na germinação e no vigor de sementes de Arachis pintoi Krapov. & W. C. Greg.. O delineamento experimental adotado foi inteiramente casualizado, em esquema fatorial (2 lotes x 7 tratamentos), com quatro repetições. Para isto, foram utilizados dois lotes comerciais de sementes com o pericarpo (frutos) de Arachis pintoi, da cv. Amarillo, que estavam armazenados por seis e 12 meses. Por lote, foram empregados os tratamentos de remoção ou não do pericarpo, de quebra do pericarpo, de exposição dos frutos íntegros ao aquecimento a 45º C por 48 e 72 horas e à hidratação por 24 e 48 horas. Posteriormente, por tratamento, foi realizada a avaliação do grau de umidade, da germinação e do vigor (primeira contagem e emergência de plântulas). A remoção do pericarpo tornou as sementes mais vulneráveis à ação dos microrganismos. O aquecimento a 45º C por 48 e 72 horas propiciou a redução das sementes não germinadas. A hidratação por 48 horas favoreceu a germinação e o vigor das sementes de Arachis pintoi.

The aim was to evaluate the effects of previous treatments in the Arachis pintoi Krapov. & W. C. Greg. seeds germination and vigour. A completely randomized design with four replication arranged in a factorial scheme (2 lots x 7 treatments), was used. For this, two commercial lots of seeds with intact pods of Arachis pintoi, cv. Amarillo, stored by six and 12 months, were used. In each lot, the treatments were employed through pod removal or not, the pod breakage and the exposition of intact pods at 45ºC for 48 and 72 hours and to the hidratation for 24 and 48 hours. Further, for treatment, it was performed the evaluation of water content, germination and vigor (first count of germination and seedling emergency). The pod removal became the seeds vulnerable to the action of microorganism. Heating at 45ºC for 48 and 72 hours caused reduction of the nom-germinated seeds. The hidratation for 48 hours favored the Arachis pintoi seed germination and vigour.