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The conservation of seed germplasm is one of the most important ways to maintain the genetic variability of genetic resources, such as rice (Oryza sativa L.) and bean (Phaseolus vulgaris L.). These two species are fundamental for the food security and agribusiness of many countries, including Brazil. The efficient use of germplasm depends on the maintenance of the germination potential and the genetic integrity of conserved accessions. The objective of the present study was to analyze the genetic integrity of rice and bean accessions that have been maintained in long term conservation conditions. Six and four samples of two rice and bean accessions, respectively, were analyzed. Each sample was added to the collection in different years. First count, germination and germination speed index tests were carried out to evaluate the physiological quality of the seeds samples. Cytogenetic tests and comet assay were performed to evaluate the genetic integrity of the different samples. Significant differences were not observed among the samples of the two species in the cytogenetic tests. Eight of the 10 samples analyzed maintained high physiological quality after prolonged storage and presented acceptable levels of DNA damage (> 20%) in the comet assay. Evidences of DNA repair were detected in one sample. Data showed comet assay has potential to evaluate genetic integrity and DNA repair system in long term conserved seeds.

This study presents the status of ex situ and in situ conservation for the crop wild relatives of rice, potato, sweet potato, and finger millet in Brazil, and the subsequent germplasm collection expeditions. This research is part of a global initiative entitled ?Adapting Agriculture to Climate Change: Collecting, Protecting, and Preparing Crop Wild Relatives? supported by the Global Crop Diversity Trust. Species of the primary, secondary, and tertiary gene pools with occurrences reported in Brazil were included: Oryza alta Swallen, O. grandiglumis (Döll) Prod., O. latifolia Desv., O. glumaepatula Steud., Eleusine tristachya (Lam.) Lam., E. indica (L.) Gaertn., Solanum commersonii Dunal, S. chacoense Bitter, Ipomoea grandifolia (Dammer) O?Donell, I. ramosissima (Poir.) Choisy, I. tiliacea (Willd.) Choisy, I. triloba L., and I. cynanchifolia Meisn. The status of the ex situ and in situ conservation of each taxon was assessed using the gap analysis methodology, and the results were used to plan 16 germplasm collection expeditions. Seeds of the collected material were evaluated for viability, and the protocols for seed germination and cryopreservation were tested. The final conservation score, resulting from the gap analysis and including the average of the ex situ and in situ scores, resulted in a classification of medium priority of conservation for all the species, with the exception of I. grandifolia (high priority). The total accessions collected (174) almost doubled the total accessions of these crop wild relatives incorporated in Embrapa?s ex situ conservation system prior to 2015. In addition, accessions for practically absent species were collected for the ex situ conservation system, such as Ipomoea species, Eleusine indica, and Solanum chacoense. The methods used for dormancy breaking and low temperature conservation for the Oryza, Eleusine, and Ipomoea species were promising for the incorporation of accessions in the respective gene banks. The results show the importance of efforts to collect and conserve ex situ crop wild relatives in Brazil based on previous gap analysis. The complementarity with the in situ strategy also appears to be very promising in the country. Made available in DSpace on 2021-04-07T12:34:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 agronomy-11-00638-v2.pdf: 2212936 bytes, checksum: 8c5b2d70dc1c6550dd47601dff681696 (MD5) Previous issue date: 2021

Seeds of Pyrostegia venusta (Ker Gawl.) Miers) were desiccated at 25 °C on silica gel for 0 h (T0), 7 h (T1) and 24 h (T2), reaching moisture contents of 6.5%, 4.4% and 3.8%, respectively. Seeds were frozen rapidly in liquid nitrogen (+LN) at -263 °C.min.-1 and after 72 h, they were thawed slowly at room temperature (25 ± 2 °C) at a speed of 5 °C.min.-1. Seed germinability evaluation before (-LN) and after freezing (+LN) was conducted at 25 °C, on paper roll substrate, and germinated at 16 hrs light/8 hrs dark, normal seedling counts for 38 days. The germinative percentages were 88% (T0-LN), 98% (T0+LN), 61% (T1-LN), 95% (T1+LN), 78% (T2-LN) and 89% (T2+LN). Mean days for seedling formation were 23 (T0-LN), 22 (T1-LN and T2-LN) and 30 days for seeds exposed to LN. Fast freezing, slow thawing, and the three tested moisture contents, were suitable for cryopreservation of Pyrostegia venusta seeds. Resumo Sementes de Pyrostegia venusta (Ker Gawl.) Miers) foram dessecadas a 25 °C, sobre sílica gel por 0 h (T0), 7 h (T1) e 24 h (T2), atingindo teores de água de 6,5%, 4,4% e 3,8%, respectivamente. As sementes foram congeladas em nitrogênio líquido (+NL), a -263 ºC.min.-1 e após 72 h foi descongeladas à temperatura ambiente de 25 ± 2 ºC, a 5 °C.min.-1. A avaliação da germinabilidade das sementes antes (-NL) e após congelamento (+NL) foi conduzida a 25 °C, substrato rolo de papel, fotoperíodo 16 h luz/8 h escuro e contagens de plântulas normais por 38 dias. Os percentuais germinativos foram de 88% (T0-NL), 98% (T0+NL), 61% (T1-NL), 95% (T1+NL), 78% (T2- NL) e de 89% (T2+NL). Os tempos médios para a formação de plântulas foram de 23 (T0-NL), 22 (T1-NL e T2-NL) e de 30 dias para as sementes expostas ao NL. O congelamento rápido, o descongelamento lento e os três teores de água testados foram adequados para a criopreservação de sementes de Pyrostegia venusta.

Jatropha seeds are classified as orthodox. However, since it is an oil seed species, adequate storage conditions are required to ensure their longevity. The objective of this work was to evaluate the physiological quality of jatropha seeds stored in different environments and packaging, for periods of 3, 9 and 15 months. Three types of seed packaging bags (high density plastic bag, aluminized envelope and multiwall paper bag) were used, and the storage environments were cold and dry chamber (20 °C and 15% RH, constant), refrigerator (7 ± 3 °C, 48 ± 8% RH) and laboratory conditions (25 ± 3 °C, 51 ± 7% RH). The initial moisture content and seed germination were 7.1% and 89%, respectively. During storage, the physiological quality (germination and vigor) and moisture content of the seeds were evaluated. Seed water content ranged from 3.3 to 7.7%, depending on the permeability of the packaging and the storage environment. The highest longevity (15 months) without loss of viability was observed for jatropha seeds with initial moisture of 7.1%, packed in semipermeable plastic. Seed vigor was maintained, regardless of the environment and the type of packaging used, for up to nine months of storage. Resumo: As sementes de pinhão manso são classificadas como ortodoxas, mas por ser uma espécie oleaginosa é preciso que as condições de armazenamento sejam adequadas, para garantir a sua longevidade. O objetivo nesse trabalho foi avaliar a qualidade fisiológica das sementes de pinhão manso armazenadas em diferentes ambientes e embalagens, por períodos de três, nove e 15 meses. As embalagens utilizadas para o acondicionamento das sementes foram saco plástico de alta densidade, envelope aluminizado e saco de papel multifoliado e os ambientes para o armazenamento foram câmara fria e seca (20 °C e 15% de UR, constantes), geladeira (7 ± 3 °C; 48 ± 8% de UR) e laboratório (25 ± 3 °C; 51± 7% de UR). A umidade e a germinação iniciais das sementes eram de 7,1% e 89%, respectivamente. Durante o armazenamento foram realizadas avaliações da qualidade fisiológica (germinação e vigor) e da umidade das sementes. O conteúdo de água das sementes variou de 3,3 a 7,7%, dependendo da permeabilidade da embalagem e das condições ambientais de armazenamento. Em período de armazenamento de nove meses houve manutenção do vigor das sementes, independentemente do ambiente e do tipo de embalagem utilizada. Sementes de pinhão manso com umidade inicial de 7,1% podem ser armazenadas por 15 meses, sem perda de viabilidade, desde que acondicionadas em embalagem plástica semipermeável.

Loss of genetic integrity can occur during the long-term conservation of seeds. We have studied these effects in seeds of rice (Oryza sativa L.) and common bean (Phaseolus vulgaris L.) exposed to accelerated aging (elevated temperature and moisture) conditions. Tests of first count, germination, and germination speed index were performed to measure physiological quality; cytogenetic tests and comet assay were used to evaluate genetic integrity. With aging, we observed a decrease in mitotic index and an increase in the frequency of chromosomal alterations in root cells of imbibed seeds, as well as increased DNA damage (comet assay) in dry and imbibed seed embryos of both species. The comet assay can be a useful technique for measuring genetic integrity in seed conservation programs.

Jatropha curcas L. is a plant species with many potential applications, especially medicinal uses (hypoglycemic, anti-inflammatory, haemostatic, healing, anti-tumor). The objective of this study was to test germination in moist paper rolls for whole seeds and in vitro for excised embryonic axes, in an attempt to identify the best method to assess the quality of J. curcas seed germplasm, cryopreserved with different water contents. The experimental sample with a 6.2% moisture content (MC) was divided in subsamples which were hydrated and dehydrated for 0 (control), 4, 8, 11 and 24h. The initial germination percentages were 63% for whole seeds and 81% for excised embryonic axes. After exposure to liquid nitrogen (LN), germination percentages were 48% (whole seeds) and 57% (excised embryonic axes). There was no significant difference between germination percentages in embryonic excised from seeds subjected or not subjected to freezing, with different MC. In contrast, there was a reduction of the whole seed germination percentage when exposed to LN (contrast = 0.17, standard error = 0.04, t = 4.09, p = 0.001) and not for the hydration and dehydration treatments. The methodology based on in vitro cultures of the embryonic axis isolated from seeds stored in LN with distinct MC values was more efficient than the standard germination test to evaluate the viability of J. curcas seeds before and after LN storage. RESUMO Jatropha curcas L., é uma espécie com várias aplicações potenciais, principalmente para usos medicinais (hipoglicemina, anti-inflamatório, homeostático, cicatrizante, antitumoral). O objetivo deste estudo foi testar a germinação em rolo de papel para sementes inteiras e in vitro para eixos embrionários excisados visando identificar o melhor método para avaliar a qualidade de germoplasma semente de J. curcas, criopreservado com diferentes teores de água. A amostra experimental com 6,2% de teor de água foi dividida em subamostras que foram hidratadas e desidratadas por 0 (controle), 4, 8, 11 e 24 h. Os percentuais de germinação inicial foram de 63% para sementes inteiras e de 81% para eixos embrionários excisados. Após exposição ao nitrogênio líquido (NL) os percentuais de germinação foram de 48% (sementes inteiras) e 57% (eixos embrionários). Não houve diferença significativa entre os percentuais de germinação de eixos embrionários excisados de sementes com diferentes umidades e submetidas ou não ao congelamento. Em contraste, houve redução de percentuais de germinação das sementes inteiras expostas ao NL (contraste = 0.17, erro padrão = 0.04, t = 4.09, p = 0.001), mas não aos tratamentos de hidratação e desidratação. A metodologia baseada em cultura de eixos embrionários in vitro isolados de sementes armazenadas em NL, com distintos teores de água foi mais eficiente que a germinação padrão para avaliar a viabilidade de sementes J. curcas antes e após a armazenamento em NL.

This study aimed to assess the feasibility of comet and cytogenetic tests as tools for evaluating genomic instability in seeds of Oryza sativa L. (rice) and Phaseolus vulgaris (beans) L. from gene banks. Rice and beans were exposed to methyl methanesulfonate (MMS) as a reference DNA damaging agent. Seeds of two accessions of rice and beans were obtained from Embrapa Rice and Beans - Brazil. Seed groups were imbibed in three concentrations of MMS for three periods of time to carry out cytogenetic tests, and for one period for the comet test. At concentrations of 10 and 15 mg/L, MMS induced cytotoxic and/or mutagenic effects in the meristematic cells of roots from all the accessions of both species. In the comet test, MMS induced genotoxic effects at all the concentrations in the evaluated accessions of rice and beans, except in one accession of beans at the lowest concentration (5 mg/L). Both species showed sensitivity to MMS. The comet test can be proposed for the measurement of genomic instability in accessions of rice and beans in gene banks, as being more sensitive than the cytogenetic tests used.

The Brazilian pastures establishment success depends on the use of seeds with high physiological and sanitary quality. The aim of this study was to evaluate the effect of thermal and chemical treatments on quality of Brachiaria brizantha, cv. BRS Piatã and pathogen transmission via seed. The treatments included the use of fungicides, detergent, sodium hypochlorite, sulfuric acid and alcohol, as well as thermal treatments. In addition to seeds without treatment, nine treatments were tested. The tests used to assess the physiological quality of the seeds were first and final count of germination test and root protrusion; germination and root protrusion speed index. A transmitting test and filter paper method had been performed for sanitary quality. Fungal lower incidence was observed in seeds treated with alcohol, however, this treatment reduced the physiological quality of the seeds and higher frequency of fungi transmission from seeds to seedlings was observed for Bipolaris sp., Fusarium sp. and Phoma sp. Treatment with sulfuric acid provided a better seed germination performance and reduced the incidence of fungi.

O grande avanço obtido na produção agropecuária se deve, dentre outros fatores, a capacidade brasileira de incorporar e utilizar recursos genéticos. A Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia é a empresa responsável pela conservação em longo prazo de germoplasma semente, conservados a -20 °C. Para garantir a qualidade do material conservado, minimizando o processo de deterioração, é necessário que se mantenham as condições adequadas de armazenamento, realizando o manejo correto do germoplasma. Os objetivos dessa pesquisa foram avaliar o efeito do teor de água nas sementes sobre a tolerância das mesmas ao armazenamento em temperaturas subzero de -20 °C e -196 °C, bem como associar essa tolerância aos aspectos fisiológicos e bioquímicos. Foi objetivo também verificar o efeito da umidificação prévia das sementes sobre a qualidade fisiológica das mesmas, após armazenamento. A qualidade das sementes foi avaliada pelos testes de condutividade elétrica, primeira contagem e contagem final do teste de germinação, e determinação do índice de peróxidos. Sementes de girassol podem ser secadas até 3,2% de teor de água em sílica gel ou em câmara de secagem e armazenadas a -20 °C ou -196 °C, sem perda de germinação e vigor. Menor deterioração das sementes, avaliada pelo índice de peróxidos, é observada em sementes armazenadas em nitrogênio líquido. O tratamento de umidificação deve ser utilizado na avaliação de plântulas na primeira contagem do teste de germinação e no teste de condutividade elétrica.

Dentre os processos que precedem a conservação em longo prazo, a secagem tem papel fundamental, uma vez que o conteúdo de água das sementes afeta diretamente a sua longevidade. Os objetivos desse trabalho foram pesquisar o efeito da umidificação prévia das sementes após ultrassecagem em diferentes teores de água sobre a qualidade fisiológica de sementes de girassol. Sementes com conteúdo inicial de água de 4,7% foram embebidas previamente até conteúdo de água de 10,2%, e submetidas à secagem lenta, conduzida em câmara de secagem, e à secagem rápida, em sílica gel, até conteúdos de água de 7,4; 3,2; 2,9% e 5,3; 3,2; 2,1%, respectivamente. Após a secagem rápida ou lenta, as sementes foram submetidas ou não à umidificação em caixas tipo "gerbox" até o teor de água de 15,8 a 17% e então avaliadas quanto à germinação, peso da matéria seca de raiz, parte aérea e total das plântulas e teste de condutividade elétrica. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado em esquema fatorial 5 (teores de água) x 2 (com e sem umidificação). Quando utilizado a secagem rápida, a germinação das sementes não é prejudicada, e a secagem lenta, até conteúdo de água de 2,9%, proporciona uma redução na germinação das sementes. Sementes de girassol podem ser desidratadas tanto em sílica gel quanto em câmara de secagem até teores de água de 3,2%, sem perda de germinação e vigor. O tratamento de umidificação após secagem propicia um melhor desenvolvimento de raiz e menores valores de condutividade elétrica nas sementes desidratadas em sílica gel e em câmara de secagem. Among the long term conservation activities, drying is fundamental since the seed water content directly affects the seed longevity. The aims of this study were to evaluate the effect of pre-humidification after ultradrying on the physiological quality of sunflower seeds. Seeds with 4.7% water content were re-hydrated to 10.2% water content and slow drying was conducted in a dry chamber and fast drying in silica gel to 7.7, 3.2, 2.9% and 5.3%, 3.2 and 2.1%, respectively. After drying, seeds were submitted to humidification, or not, in a "gerbox" type box to 15.8 to 17% water content and evaluated for the characteristics germination, weight of root dry matter, shoot and total seedlings and the electric conductivity test. A randomized complete design was used in a 5 (water content) x 2 (with and without humidification) factorial arrangement. Germination was not affected by fast drying, while seeds submitted to slow drying to 2.9% water content presented reduced germination. Sunflower seeds can be dried to 3.2% of water content, without decrease in germination or vigour. The humidification treatment after drying results in better root development and lower electric conductivity values in dried seeds.

O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos gênicos aditivos e não aditivos para as características da espessura das camadas da testa e da lignina presente nessas camadas, e verificar se os caracteres utilizados para avaliação da qualidade fisiológica das sementes de soja se correlacionam com o teor de lignina do tegumento. Foram usadas três cultivares (M-Soy 8400, CD201, CD206) de alta e três (CD215, CD202, Savana) de baixa qualidade fisiológica, para se obterem sementes híbridas F1 e F2, inclusive os recíprocos, pelo sistema de cruzamento dialelo parcial e as linhagens parentais. Os parâmetros primeira contagem de germinação, contagem final de germinação e velocidade de germinação, utilizados para avaliação da qualidade fisiológica, podem ser correlacionados com o teor de lignina. Foram observadas correlações positivas entre o teor de lignina e a percentagem de plântulas normais no teste de envelhecimento ao 5º e 11º dias após a semeadura, com valores maiores de correlação no 5º dia. A correlação entre velocidade de germinação e teor de lignina foi negativa. A análise do dialelo apontou significância do efeito recíproco, o que indica que a espessura das camadas da testa e a espessura de lignina nessas camadas podem ser explicadas pelo efeito materno. The objective of this work was to evaluate the additive and non-additive genetic effects for thickness of the seed coat layers and of the lignin present in them, and to verify if the characters used to evaluate the physiological quality of the seeds is correlated with the lignin content. Three cultivars (M-Soy 8400, CD201, CD206) with high and three (CD215, CD202, Savana) with low physiological quality were used to obtain F1 and F2 hybrid seeds, including the reciprocals, using partial diallel crosses and the parental lines. First germination count, final germination count and germination rate, used to evaluate the physiological quality, can be correlated with lignin content. Positive correlations were observed between lignin content and the percentage of normal seedlings in the aging test at the 5th and 11th days after sowing, with the highest correlation values at the 5th day. The correlation between germination rate and lignin content was negative. The diallel analysis showed reciprocal effect, showing that the thickness of the seed coat layers and of the lignin contained in these layers can be explained by maternal effect.

Cultivares tolerantes a altas temperaturas de secagem proporcionam redução no tempo de secagem, uma etapa crítica no sistema de produção de sementes de milho (Zea mays L.). Nesta pesquisa, foi avaliada a tolerância à alta temperatura de secagem de sementes de linhagens de milho, por meio de testes de germinação e vigor. As sementes foram colhidas manualmente em espigas com teor de água em torno de 35% e secas artificialmente à 45 C até atingirem 11% de teor de água. Em seguida, foram submetidas aos testes de primeira contagem e contagem final de germinação, envelhecimento acelerado, teste de frio sem solo e de condutividade elétrica. Houve diferenças significativas nos valores de germinação e vigor de sementes das diferentes linhagens, sendo então classificadas em tolerantes e intolerantes. Pelos resultados, conclui-se que a sensibilidade das sementes à injúria por secagem à alta temperatura é dependente da linhagem.