Can fern spores develop hydration memory in response to priming?

Fern spores and seeds initiate germination with fast water uptake, followed by a stationary phase with no appreciable water uptake and biochemical and metabolic processes that precede germination. After that, seed, germination is avoided by dehydration, as part of the priming treatments. After dehydration, seeds maintain their metabolic advances (hydration memory). As a result, rehydrated seeds germinate rapidly. We hypothesized that, as seeds, fern spores may be capable of developing hydration memory. To assess priming, spores of six fern species were exposed to: four or eight days of hydration in water (hydro-priming) or in a soil matrix (matrix-priming); or 1 month of hydration in the soil of the collection site (natural-priming). At the end of the treatments, the spores were dehydrated in the dark and germinated under laboratory conditions. Germination was evaluated using lag-time, germination rate and germination percentage. Priming treatments shortened lag time and/or increased germination rate or germination percentage in relation to the controls. Matrix-priming (8 days) reduced the spore germination percentage in three species. Our results provide evidence that fern spores possess a hydration memory that probably evolved in the soil bank and suggests that hydration-dehydration cycles within the natural soil might provide advantages for successful germination.

Seed priming improves the germination and growth rate of melon seedlings under saline stress / Condicionamento de sementes melhora a germinação e a taxa de crescimento das plântulas de melão sob estresse salino

The germination and growth of melon (Cucumis melo L.) plants can be severely affected by excess salts in the soil or irrigation water; however, negative effects of salt stress can be attenuated using appropriate methods of seed priming. Thus, effects of osmopriming as inducer of salt stress tolerance in melon seeds exposed to salinity levels were investigated in this study. Seeds were soaked for 22 h at 25 °C in the dark in distilled water (hydropriming) or 0.5% KNO3 solution (osmopriming), and after drying, were distributed in plastic boxes with blotter paper containing different NaCl solutions prepared with osmotic pressure of 0.0 MPa (control), -0.3 MPa (mild stress), and -0.6 MPa (severe stress). Unprimed dry seeds were taken as control. The plastic boxes were kept into a seed germinator, at 25 °C for 14 days. A completely randomized design in a 3 × 3 factorial schemes with four replicates of 25 seeds was used. Results showed that the seed priming with water and KNO3 may be successfully applied on melon seeds to alleviate the adverse effects of saline stress in initial stages of plant growth. However, under severe salt stress conditions, hydropriming should be used because it results in higher germination and initial growth rate of the seedlings when compared to the osmopriming. Use of unprimed seeds should not be adopted in cultivation areas affected by salinity because they result in low germination rate and reduced initial plant growth.(AU)

A germinação e o crescimento de plantas de melão (Cucumis melo L.) podem ser severamente afetadas pelo excesso de sais no solo ou na água de irrigação. No entanto, os efeitos negativos do estresse salino podem ser amenizados com o uso de métodos adequados de condicionamento das sementes. Assim, este estudo objetivou investigar os efeitos do osmocondicionamento como indutor da tolerância ao estresse salino em sementes de melão expostas à níveis de salinidade. As sementes foram imersas por 22 h à 25 °C em água destilada (hidrocondicionamento) ou em solução de 0,5% de KNO3 (osmocondicionamento). Após secagem, as sementes foram distribuídas em caixas plásticas com papel mata-borrão contendo as diferentes soluções de NaCl preparadas com potencial osmótico de 0,0 MPa (controle), -0,3 MPa (estresse suave) e -0,6 MPa (estresse severo). Um tratamento com sementes secas não condicionadas foi utilizado como controle. As caixas plásticas foram mantidas em germinador de sementes, a 25 °C por 14 dias. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, em esquema fatorial 3 × 3, com quatro repetições de 25 sementes. Os resultados mostraram que o condicionamento de sementes com água e KNO3 pode ser aplicado com sucesso em sementes de melão para amenizar os efeitos adversos do estresse salino durante o estágio inicial de crescimento das plantas. No entanto, sob estresse salino severo, o hidrocondicionamento deve ser utilizado por resultar em maior percentagem de germinação e maior taxa de crescimento inicial das plântulas quando comparado ao osmocondicionamento. O uso de sementes de melão sem condicionamento prévio não deve ser adotado em áreas de cultivo afetadas pela salinidade, pois resultam em baixa taxa de germinação e reduzido crescimento inicial das plantas.(AU)

Seed priming improves the germination and growth rate of melon seedlings under saline stress / Condicionamento de sementes melhora a germinação e a taxa de crescimento das plântulas de melão sob estresse salino

ABSTRACT: The germination and growth of melon (Cucumis melo L.) plants can be severely affected by excess salts in the soil or irrigation water; however, negative effects of salt stress can be attenuated using appropriate methods of seed priming. Thus, effects of osmopriming as inducer of salt stress tolerance in melon seeds exposed to salinity levels were investigated in this study. Seeds were soaked for 22 h at 25 °C in the dark in distilled water (hydropriming) or 0.5% KNO3 solution (osmopriming), and after drying, were distributed in plastic boxes with blotter paper containing different NaCl solutions prepared with osmotic pressure of 0.0 MPa (control), -0.3 MPa (mild stress), and -0.6 MPa (severe stress). Unprimed dry seeds were taken as control. The plastic boxes were kept into a seed germinator, at 25 °C for 14 days. A completely randomized design in a 3 × 3 factorial schemes with four replicates of 25 seeds was used. Results showed that the seed priming with water and KNO3 may be successfully applied on melon seeds to alleviate the adverse effects of saline stress in initial stages of plant growth. However, under severe salt stress conditions, hydropriming should be used because it results in higher germination and initial growth rate of the seedlings when compared to the osmopriming. Use of unprimed seeds should not be adopted in cultivation areas affected by salinity because they result in low germination rate and reduced initial plant growth.

RESUMO: A germinação e o crescimento de plantas de melão (Cucumis melo L.) podem ser severamente afetadas pelo excesso de sais no solo ou na água de irrigação. No entanto, os efeitos negativos do estresse salino podem ser amenizados com o uso de métodos adequados de condicionamento das sementes. Assim, este estudo objetivou investigar os efeitos do osmocondicionamento como indutor da tolerância ao estresse salino em sementes de melão expostas à níveis de salinidade. As sementes foram imersas por 22 h à 25 °C em água destilada (hidrocondicionamento) ou em solução de 0,5% de KNO3 (osmocondicionamento). Após secagem, as sementes foram distribuídas em caixas plásticas com papel mata-borrão contendo as diferentes soluções de NaCl preparadas com potencial osmótico de 0,0 MPa (controle), -0,3 MPa (estresse suave) e -0,6 MPa (estresse severo). Um tratamento com sementes secas não condicionadas foi utilizado como controle. As caixas plásticas foram mantidas em germinador de sementes, a 25 °C por 14 dias. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, em esquema fatorial 3 × 3, com quatro repetições de 25 sementes. Os resultados mostraram que o condicionamento de sementes com água e KNO3 pode ser aplicado com sucesso em sementes de melão para amenizar os efeitos adversos do estresse salino durante o estágio inicial de crescimento das plantas. No entanto, sob estresse salino severo, o hidrocondicionamento deve ser utilizado por resultar em maior percentagem de germinação e maior taxa de crescimento inicial das plântulas quando comparado ao osmocondicionamento. O uso de sementes de melão sem condicionamento prévio não deve ser adotado em áreas de cultivo afetadas pela salinidade, pois resultam em baixa taxa de germinação e reduzido crescimento inicial das plantas.

Beet seed priming with growth regulators / Condicionamento fisiológico de sementes de beterraba com reguladores de crescimento

Seed priming is a technique used to induce metabolic germination processes. Use of growth regulators in seed priming may facilitate increments in physiological processes during seed germination. The objective of this study was to evaluate the effect of priming and growth regulators on beet seed germination. The treatments were cultivar type (Early Wonder, Itapuã and Maravilha) and seed priming technique, which included a control (unconditioned seed) standard hydropriming (water) and a conditioning with salicylic, gibberellic and ascorbic acids, respectively. The treatments were defined by initially testing 0, 1, 2 and 4 mM ascorbic, gibberellic and salicylic acids. Before seed priming, imbibition seed curves were established to determine the optimal conditioning time. After conditioning, the germination, rate of germination, seedling length and seedling dry weight were evaluated. First, the appropriate dosage for conditioning was determined by using a completely randomized experimental design, with four replications per cultivar. Then, a 3 x 5 (cultivar x conditioning technique) factorial design was adopted. Whenever the results were significant by variance analysis, regression analysis was performed. Finally, Tukeys test was used to compare the means at P=0.05. Beet seed priming alters the potential of germination and is influenced by the cultivar and conditioning technique. Pretreatment with 1−2 mM ascorbic, gibberellic or salicylic acids, respectively, promotes beet seed germination, whereas at 1−3 mM, the growth of roots and shoots of beet seedlings is promoted. The most effective techniques to promote germination and growth of sugar beet seedlings were priming with water, salicylic acid or gibberellic acid.(AU)

O condicionamento fisiológico é uma técnica que permite a ativação dos processos metabólicos e fisiológicos na germinação das sementes por meio da utilização de reguladores de crescimento. Desta forma, objetivou-se avaliar o efeito do condicionamento fisiológico de sementes de beterraba com reguladores de crescimento. Foram utilizadas três cultivares: Early Wonder, Itapuã e Maravilha, submetidas a cinco tipos de condicionamentos: testemunha (semente não condicionada) hidrocondicionamento padrão (água), condicionamento com os ácidos salicílico, giberélico e ascórbico. Para definição dos tratamentos, foram testadas doses de 0; 1; 2 e 4 mMol.L-1 dos ácidos. Previamente ao condicionamento, foram realizadas as curvas de embebição das sementes, para determinação do tempo ideal de condicionamento, logo após, as sementes foram avaliadas quanto à porcentagem e velocidade de germinação, comprimento e massa seca de plântulas. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado com quatro repetições, separado para cada cultivar, determinando-se as dosagens adequadas. Na segunda etapa foi adotado esquema fatorial 3 x 5 (cultivares x tipo de condicionamento). Os resultados foram submetidos a análise de variância e quando esta foi significativa procedeu-se a análise de regressão. Na segunda etapa do trabalho realizou-se comparação de médias com teste de Tukey a 5% de probabilide de erro. O condicionamento fisiológico de sementes debeterraba altera o potencial de germinação e a resposta está relacionada com a cultivar utilizada e otipo de condicionamento. As doses entre 1 e 2 mMol L-1 de ácido ascórbico, giberélico ou salicílicopromoveram a germinação de sementes de beterraba e doses entre 1 e 3 mMol L-1 dos ácidos favoreceramo crescimento das raízes e parte aérea das plântulas. O condicionamento fisiológico com água, comácido salicílico ou com ácido giberélico são as melhores técnicas, dentre as testadas, para promover agerminação e o crescimento de...(AU)

Beet seed priming with growth regulators / Condicionamento fisiológico de sementes de beterraba com reguladores de crescimento

Seed priming is a technique used to induce metabolic germination processes. Use of growth regulators in seed priming may facilitate increments in physiological processes during seed germination. The objective of this study was to evaluate the effect of priming and growth regulators on beet seed germination. The treatments were cultivar type (Early Wonder, Itapuã and Maravilha) and seed priming technique, which included a control (unconditioned seed) standard hydropriming (water) and a conditioning with salicylic, gibberellic and ascorbic acids, respectively. The treatments were defined by initially testing 0, 1, 2 and 4 mM ascorbic, gibberellic and salicylic acids. Before seed priming, imbibition seed curves were established to determine the optimal conditioning time. After conditioning, the germination, rate of germination, seedling length and seedling dry weight were evaluated. First, the appropriate dosage for conditioning was determined by using a completely randomized experimental design, with four replications per cultivar. Then, a 3 x 5 (cultivar x conditioning technique) factorial design was adopted. Whenever the results were significant by variance analysis, regression analysis was performed. Finally, Tukeys test was used to compare the means at P=0.05. Beet seed priming alters the potential of germination and is influenced by the cultivar and conditioning technique. Pretreatment with 1−2 mM ascorbic, gibberellic or salicylic acids, respectively, promotes beet seed germination, whereas at 1−3 mM, the growth of roots and shoots of beet seedlings is promoted. The most effective techniques to promote germination and growth of sugar beet seedlings were priming with water, salicylic acid or gibberellic acid.

O condicionamento fisiológico é uma técnica que permite a ativação dos processos metabólicos e fisiológicos na germinação das sementes por meio da utilização de reguladores de crescimento. Desta forma, objetivou-se avaliar o efeito do condicionamento fisiológico de sementes de beterraba com reguladores de crescimento. Foram utilizadas três cultivares: Early Wonder, Itapuã e Maravilha, submetidas a cinco tipos de condicionamentos: testemunha (semente não condicionada) hidrocondicionamento padrão (água), condicionamento com os ácidos salicílico, giberélico e ascórbico. Para definição dos tratamentos, foram testadas doses de 0; 1; 2 e 4 mMol.L-1 dos ácidos. Previamente ao condicionamento, foram realizadas as curvas de embebição das sementes, para determinação do tempo ideal de condicionamento, logo após, as sementes foram avaliadas quanto à porcentagem e velocidade de germinação, comprimento e massa seca de plântulas. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado com quatro repetições, separado para cada cultivar, determinando-se as dosagens adequadas. Na segunda etapa foi adotado esquema fatorial 3 x 5 (cultivares x tipo de condicionamento). Os resultados foram submetidos a análise de variância e quando esta foi significativa procedeu-se a análise de regressão. Na segunda etapa do trabalho realizou-se comparação de médias com teste de Tukey a 5% de probabilide de erro. O condicionamento fisiológico de sementes debeterraba altera o potencial de germinação e a resposta está relacionada com a cultivar utilizada e otipo de condicionamento. As doses entre 1 e 2 mMol L-1 de ácido ascórbico, giberélico ou salicílicopromoveram a germinação de sementes de beterraba e doses entre 1 e 3 mMol L-1 dos ácidos favoreceramo crescimento das raízes e parte aérea das plântulas. O condicionamento fisiológico com água, comácido salicílico ou com ácido giberélico são as melhores técnicas, dentre as testadas, para promover agerminação e o crescimento de...