Indicadores multiespectrais e fisiológicos: estratégias para otimizar a coleta de sementes e a sobrevivência de plântulas de jacaranda mimosifolia D. Don

Abstract

A maturação das sementes é um fator determinante para a aquisição da qualidade fisiológica das sementes, influenciando diretamente a viabilidade, o vigor e a capacidade de estabelecimento no campo. A análise multiespectral surgiu como uma ferramenta eficaz para caracterizar, de forma não destrutiva, atributos relacionados à maturação, morfometria, composição química e à qualidade fisiológica das sementes. Nesse contexto, o objetivo deste estudo foi verificar se imagens multiespectrais permitem a discriminação de estádios de desenvolvimento de sementes de Jacaranda mimosifolia D. Don e investigar se a inibição da síntese de giberelinas, por meio do tratamento com paclobutrazol, é capaz de reinduzir a tolerância à dessecação em sementes germinadas. Inicialmente, foram avaliados frutos em três estádios (verde, marrom não disperso e disperso), e suas sementes foram caracterizadas com base em métricas físicas, germinação, vigor e assinaturas espectrais obtidas utilizando o VideometerLab4™. Em seguida, exploramos como padrões espectrais e morfométricos se relacionam com a qualidade fisiológica. Para reindução da TD foi realizada embebição com solução de paclobutrazol (500 mmol) em sementes germinadas com raiz primárias entre 1 e 4 mm. Ao contrário do esperado, os principais resultados mostraram que frutos verdes produziram sementes menores, porém com maior viabilidade, embriões íntegros e maior percentual de germinação. A Análise de Componentes Principais revelou mudanças pronunciadas na estrutura física, fisiológica e espectral ao longo da maturação, com sementes esverdeadas associadas a atributos relacionados ao vigor, enquanto sementes marrons dispersas apresentaram maior mortalidade e menor desenvolvimento inicial. As análises multiespectrais apresentaram valores mais altos para propriedades de cor e brilho (CIELab L*), autofluorescência intensa (630/700 nm), padrões espectrais mais definidos e menor heterogeneidade superficial (GLN) nas sementes com melhor desempenho. Demonstramos que a integração de parâmetros físicos, fisiológicos e multiespectrais permite identificar o estádio de desenvolvimento mais apropriado para a colheita dos frutos, garantindo sementes com maior qualidade e vigor. Demostramos também que na ausência de GA, as plântulas desenvolveram estratégias de sobrevivência, caracterizadas pela formação de raízes adventícias ou secundárias. Além disso, a taxa de sobrevivência após a dessecação foi diretamente influenciada pelo comprimento da raiz primária.

Seed maturation is a determining factor for the acquisition of seed physiological quality, directly influencing viability, vigor, and the capacity for field establishment. Multispectral analysis has emerged as an effective tool to non-destructively characterize attributes related to seed maturation, morphometry, chemical composition, and physiological quality. In this context, the objective of this study was to verify whether multispectral images allow the discrimination of developmental stages of Jacaranda mimosifolia D. Don seeds and to investigate whether the inhibition of gibberellin synthesis, through treatment with paclobutrazol, is capable of reinducing desiccation tolerance in germinated seeds. Initially, fruits at three stages (green, brown non-dispersed, and dispersed) were evaluated, and their seeds were characterized based on physical metrics, germination, vigor, and spectral signatures obtained using the VideometerLab4™. Subsequently, we explored how spectral and morphometric patterns relate to physiological quality. For DT reinduction, imbibition was performed with a paclobutrazol solution (500 mmol) in germinated seeds with primary roots between 1 and 4 mm. Contrary to expectations, the main results showed that green fruits produced smaller seeds, but with higher viability, intact embryos, and a higher germination percentage. Principal Component Analysis revealed pronounced changes in physical, physiological, and spectral structure throughout maturation, with greenish seeds associated with attributes related to vigor, whereas dispersed brown seeds showed higher mortality and lower initial development. Multispectral analyses showed higher values for color and brightness properties (CIELab L*), intense autofluorescence (630/700 nm), more defined spectral patterns, and lower surface heterogeneity (GLN) in seeds with better performance. We demonstrate that the integration of physical, physiological, and multispectral parameters allows the identification of the most appropriate developmental stage for fruit harvest, ensuring seeds with higher quality and vigor. We also demonstrated that, in the absence of GA, seedlings developed survival strategies characterized by the formation of adventitious or secondary roots. Furthermore, the survival rate after desiccation was directly influenced by the length of the primary root.