The hydrolysis dynamic of storage reserves in maize seed germination helps to explain differences in inbred lines and hybrid seed vigor

• Published in: Journal of seed science Vol. 44
• Main Authors: Nerling, Daniele, Coelho, Cileide Maria Medeiros, Brümmer, Adriele
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: ABRATES - Associação Brasileira de Tecnologia de Sementes 01-01-2022; Associação Brasileira de Tecnologia de Sementes
• Subjects: metabolism; physiological potential; PLANT SCIENCES; root protrusion; Zea mays L; potencial fisiológico; protusão radicular; physiological potential; metabolismo; root protrusion; metabolism; Zea mays L
• ISSN: 2317-1537; 2317-1545; 2317-1545
• DOI: 10.1590/2317-1545v44258701

Storage reserves composition is directly related to the manifestation of seed vigor. However, the physiological potential expression in inbred lines, as well as hybrids from the storage reserves hydrolysis, is not clear. Thus, the aim of this study was focused on verifying if there are differences in the hydrolysis of seed storage reserve of maize inbred lines or hybrids during germination, and also checking if the changes in hydrolysis are associated with seed vigor. The seeds of inbred lines and hybrids were submitted to germination test, vigor by accelerated aging and cold tolerance. Biochemical profiling (total protein content, soluble proteins, phytate, inorganic phosphorus, starch, and soluble sugars), was temporally determined at 0 h (quiescent seeds), 12 h, 24 h, 30 h, and 48 h after imbibition. The seeds of inbred lines showed a longer time for root protrusion and less vigor when compared to hybrids. The highest hydrolysis rates in inbred lines were observed in phase I and at the end of phase II of germination. In hybrids, the rates remained, on average, constant throughout germination. The greatest differences in the hydrolysis of reserve compounds occur in phase II of germination and differentiate the germination metabolism of hybrids and inbred lines.
Resumo: A composição das reservas está diretamente relacionada à manifestação do vigor da semente. No entanto, a manifestação do potencial fisiológico de linhagens e híbridos a partir da hidrólise de reservas não está elucidada. O objetivo neste trabalho foi verificar se há diferenças na hidrólise de compostos de reserva de sementes de linhagens ou híbridos de milho durante a germinação e verificar se eventuais alterações estão associadas ao vigor de sementes. A qualidade fisiológica foi avaliada pelo teste de germinação e de vigor por envelhecimento acelerado e teste de frio. A dinâmica de hidrólise foi determinada durante a embebição e germinação temporalmente em 0 h (sementes quiescentes), 12 h, 24 h, 30 h e 48 h por meio da determinação do conteúdo de ácido fítico e fósforo inorgânico, proteína total e solúvel, amido e açúcar solúvel. As linhagens apresentaram maior tempo para protrusão radicular e menor vigor em relação aos híbridos. As maiores taxas de hidrólise em linhagens foram observadas da fase I e ao final da fase II da germinação. Nos híbridos, as taxas se mantiveram, em média, constantes ao longo da germinação. As maiores diferenças na hidrólise dos compostos de reserva ocorre na fase II da germinação e diferenciam o metabolismo germinativo de híbridos e linhagens.