Physiological and biochemical characterization of the assai palm (Euterpe oleracea Mart.) during seed germination and seedling growth under aerobic and anaerobic conditions

Abstract

Physiological and biochemical aspects of assai palm during seed germination and early seedling growth were investigated. Seeds collected from plants growing in flooded and upland forests were used to determine the influence of normoxic (aerobic) and anoxic (anaerobic) conditions in germination and the initial and average time of development in the roots and shoots. After 75 days, seedlings germinated under normoxia were transferred to trays and submitted to flooding. Seed reserves (lipids, proteins, soluble sugars and starch) were monitored for quiescent and germinated seeds maintained under normoxic and anoxic conditions, as well as after 5, 10 and 20 days of seedling growth. Alcohol dehydrogenase (ADH) activity was quantified in roots and leaves of seedlings without or with flooding (partial and total). Seeds were not able to germinate under anoxia. Different strategies of storage mobilization of lipids, proteins, soluble sugars and starch were observed in seeds of each environment. ADH activity was induced by anoxia, with the highest level observed in the leaves. This study showed that, under normoxic conditions, the best developmental performance of assai palm seeds, from flooded or upland forest areas, during germination was associated with primary metabolites mobilization and seedling flooding tolerance with increased ADH activity. We conclude that the assai palm is well adapted to the anoxic conditions provoked by flooding.Aspectos fisiológicos e bioquímicos durante a germinação de sementes e crescimento inicial de plântulas de açaí foram investigados. Sementes coletadas de plantas crescendo na várzea e na terra firme foram utilizadas para determinar a influência das condições de normoxia (aeróbica) e de anoxia (anaeróbica) na germinação e no tempo inicial e médio do desenvolvimento da raiz e parte aérea. Após 75 dias, plantas germinadas sob normoxia foram transferidas para condições de alagamento. A quantificação das reservas da semente (lipídios, proteínas, açúcares solúveis e amido) foi monitorada em sementes quiescentes e germinadas em condições de normoxia e anóxicas, bem como após 5, 10 e 20 dias de crescimento das plantas. A atividade da enzima desidrogenase alcoólica (ADH) foi quantificada em raízes e folhas de plantas submetidas ao alagamento (parcial ou total) ou sem alagamento. As sementes não germinaram em condições de anoxia. Nas sementes, diferentes estratégias de mobilização de reservas (lipídios, proteínas, açúcares solúveis e amido) foram observadas, nas condições estudadas. A atividade da ADH foi induzida em condições de anoxia, sendo maior a atividade observada nas folhas. Este estudo demonstrou que, sob condições aeróbicas, o melhor desempenho das sementes de açaí, da várzea ou em terra firme, durante a germinação foi associado à mobilização de reservas e à tolerância das plântulas ao alagamento com o aumento da atividade da ADH. Concluiu-se que a palmeira açaí é a planta bem adaptada às condições de anoxia provocadas pelo alagamento.