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

ABSTRACT

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 ABAGA 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

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 ABAGA. 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.