Maturação em sementes de soja: estádios reprodutivos, degradação da clorofila e aquisição da qualidade fisiológica

Abstract

As sementes de qualidade fisiológica superior são aquelas que presentam, dentre outras propriedades, maior nível de maturidade. Em sementes de soja, os atributos da qualidade fisiológica são adquiridos sequencialmente ao longo da maturação. Nesta leguminosa, a maturação tardia é uma importante etapa na construção do potencial fisiológico das sementes. Nesta fase, ocorre uma intensa degradação da clorofila. Apesar da importância do conhecimento do processo de maturação, a identificação de sementes em diferentes estádios de maturação para caracterização da maturidade de lotes é em geral subjetiva, por se basear na inspeção visual. Ademais, pouco se sabe sobre a relação da degradação de clorofila com a aquisição da qualidade fisiológica. Logo, aqui foram investigados (i) a possibilidade de segmentar sementes de soja em diferentes estádios de maturação utilizando imagens de autofluorescência espectral e (ii) como a degradação de clorofila durante a maturação da soja impacta na aquisição da qualidade fisiológica das sementes. Para isso, imagens de autofluorescência espectral integrado com inteligência artificial e uma abordagem fisiológica e molecular durante a maturação das sementes de soja foram utilizadas. Os resultados verificados demonstram que (i) o uso de imagens de autofluorescência espectral no comprimento de onda das clorofilas permite segmentar as sementes de soja em cada estádio de maturação (isto é, R7.1, R7.2, R7.3, R8 e R9) trazendo confiabilidade para analisar o nível de maturidade das sementes utilizando estes comprimentos de onda, e (ii) a degradação da clorofila não afeta a aquisição da germinação e do vigor das sementes e, no entanto, a longevidade das sementes de soja não pode ser desacoplada deste processo.

Seeds with superior physiological quality are those with the highest level of maturity. In soybean seeds, the attributes of physiological quality are acquired sequentially throughout maturation. In this legume, late maturation is an important phase in building the physiological potential of seeds. In this phase, an intense degradation of chlorophyll occurs. Despite the importance of knowing the maturation process, the identification of seeds at different stages of maturation to characterize the maturity of lots is generally subjective, as it is based on visual inspection. Furthermore, little is known about the relationship between chlorophyll degradation and the acquisition of physiological quality. Therefore, here we investigated (i) the possibility of segmenting soybean seeds at different maturation stages using spectral autofluorescence images and (ii) how chlorophyll degradation during soybean maturation impacts the acquisition of seed physiological quality. For this, we used spectral autofluorescence images integrated with artificial intelligence and a physiological and molecular approach during the maturation of soybean seeds. Our results demonstrate that (i) the use of spectral autofluorescence images at the wavelength of chlorophylls allows segmenting soybean seeds at each stage of maturation (i.e., R7.1, R7.2, R7.3, R8 and R9 ) bringing reliability to analyze the maturity level of seeds using these wavelengths, and (ii) chlorophyll degradation does not affect the acquisition of germination and seed vigor and, however, the longevity of soybean seeds cannot be decoupled from this process.