SEME (in senso agronomico): organo utilizzato per la propagazione delle piante coltivate
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- Graziano Visconti
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1 SEME (in senso botanico): pianta allo stadio embrionale in fase di quiescenza (evoluzione dell ovulo fecondato), dotato di sostanze di riserva e avvolto da strutture protettive di origine materna SEME (in senso agronomico): organo utilizzato per la propagazione delle piante coltivate - Seme botanico: zucca, cavolo, fagiolo, pomodoro, peperone - Frutto (achenio): carota, sedano, cicoria, spinacio - Frutto (cariosside): cereali - Infruttescenza: barbabietola - Tubero: patata - Bulbo: aglio, cipolla - Radice: asparago
2 Le funzioni del seme 1. Favorire la propagazione della specie 2. Sopravvivere ai periodi climaticamente sfavorevoli QUIESCENZA: blocco quasi totale e reversibile dei processi vitali 3. Creare nuove varianti genetiche EVOLUZIONE
3 Grande variabilità di forme e dimensioni Matricaria camomilla (camomilla) Peso semi = 0,04 g Nicotiana tabacum (tabacco) Peso semi = 0,07 g Lodoicea maldivica (palma delle Seychelles) fino a 20 kg/seme
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6 EMBRIOGENESI (dalla fecondazione alla formazione dell embrione) - La prima divisione dello zigote origina due cellule: una più piccola (polo calazale) da cui deriverà l embrione e una più grande (micropilo) che originerà il sospensore - Il sospensore ha due funzioni: sostenere l embrione e trasferirvi le sostanze nutritive dall endosperma - Alla fase di 16 cellule si distinguono alcuni strati: quello esterno (protoderma) originerà l epidermide; quello intermedio il cambio; quello interno i rimanenti tessuti - Allo stadio a cuore si differenziano i cotiledoni e i due meristemi: apicale (sm) e radicale (qc) (torpedo)
7 contenuto idrico peso fresco peso secco embriogenesi accumulo sostanze riserva (le cellule non si dividono più, ma crescono solo di volume) Disidratazione (non avviene dei semi recalcitranti) controllo: gibberelline e citochinine controllo: acido abscissico
8 PARTI DEL SEME TEGUMENTO ESTERNO (episperma) - origine materna - superficie esterna liscia oppure rugosa - due strati - tegmen (interno): membrana sottile - testa (esterno): può essere legnoso (drupacee), carnoso (melograno), spugnoso e rivestito di peli (cotone) - molto resistente - più o meno spesso e impermeabile - contiene sostanze (ormoni) che regolano la germinazione
9 SOSTANZE DI RISERVA - perisperma (origine materna, residuo della nucella): composite, chenopodiacee - endosperma (3n, doppia fecondazione): gimnosperme, graminacee - cotiledoni (semi esalbuminati) Specie Struttura Carboidrati Proteine Lipidi Frumento Endosperma Riso Endosperma Mais Endosperma Orzo Endosperma Segale Endosperma Fava Cotiledoni Fagiolo Cotiledoni Cece Cotiledoni Soia Cotiledoni Pisello Cotiledoni Arachide Cotiledoni Ricino Endosperma Tracce Colza Cotiledoni Girasole Cotiledoni
10 EMBRIONE - asse embrionale (ipocotile e epicotile) - radichetta - piumetta (apice caulinare) - cotiledone/i seme di bietola (perisperma) seme di cereale (endosperma) seme esalbuminato (fagiolo)
11 I semi sono contenuti nei FRUTTI Trasformazione dell ovario fiorale dopo la fecondazione Protezione e nutrimento dei semi Richiamo per animali Costituito da tre strati - epicarpo o esocarpo (buccia) - mesocarpo (parte commestibile) - endocarpo (lignificato: nocciolo)
12 I FRUTTI VERI derivano dall accrescimento dell ovario I FALSI FRUTTI derivano dall accrescimento dell ovario e di altre strutture fiorali (es. ricettacolo) balausta (melograno) cinorrodio (rosa) pomo
13 I frutti possono essere monospermi oppure polispermi I frutti semplici derivano da un solo fiore
14 Frutti carnosi (parenchima ricco di acqua) drupa (un seme racchiuso in un endocarpo legnoso) bacca (più semi, esocarpo sottile, mancanza di endocarpo legnoso) esperidio (più semi, esocarpo cuoioso con ghiandole contenente oli) peponide (più semi, esocarpo più o meno legnoso, endocarpo liquescente)
15 Frutti secchi (parenchima povero di acqua) deiscenti indeiscenti follicolo (deiscente lungo un margine) Achenio (pericarpo membranoso non saldato all episperma) legume (deiscente lungo entrambi i margini) Cariosside (pericarpo fuso con i tegumenti seminali) Siliqua/siliquetta (setti persistenti) Samara (presenza di espansioni alari) capsula (apertura mediante fori o coperchio) Noce (guscio legnoso)
16 I frutti composti derivano da più fiori i cui ovari si riuniscono Infruttescenze polidrupa (deriva da un fiore con più pistilli) siconio
17 Dispersione dei semi zoocora Endozoocora: ingeriti e poi liberati con le feci. Mesocarpo carnoso e tegumento resistente Epizoocora: trasportati sulla superficie del corpo Mirmecocora: trasportati nei formicai Glirocora: trasportati da roditori Ornitocora: trasportati da uccelli Antropocora: trasportati dall uomo anemocora idroocora autocora barocora
18 APOMISSIA - forma di riproduzione asessuata - non avviene la fecondazione - progenie identica al genitore femminile - da non confondere con la partenocarpia (sviluppo di frutti privi di semi) - equivalente alla partenogenesi in campo animale
19 APOMISSIA AVVENTIZIA (o sporofitica) - l'individuo deriva da una cellula somatica - la seconda fecondazione avviene normalmente: presenza di endosperma 3n APOMISSIA GAMETOFITICA - non avviene la meiosi della macrospora (diplosporia) - si formano gameti 2n - la macrospora degenera e viene sostituita da una cellula somatica
20 L'apomissia è dovuta all'azione di uno o pochi geni mendeliani. L'apomissia è presente, come forma di propagazione obbligata o facoltativa, in 400 specie appartenenti a 35 famiglie, tra cui Composite, Rosacee, Graminacee, Orchideacee, Liliacee. Pochissime però le specie coltivate. Nel cipresso del Sahara (Cupressus dupreziana, meno di 300 individui in natura) i nuovi individui derivano da granuli pollinici non ridotti. Scarsa fertilità (10% dei semi con embrione)
21 DORMIENZA Condizione per cui i semi, anche se posti nelle condizioni ottimali, non germinano. Meccanismo naturale per superare periodi sfavorevoli e quindi garantire la sopravvivenza delle popolazioni Poiché il livello varia da seme a seme germinazione scalare Sono conosciute dormienze che durano fino a 50 anni Nelle specie coltivate eliminata attraverso la selezione DORMIENZA ESOGENA Dovuta a fattori esterni all embrione DORMIENZA ENDOGENA Dovuta a fattori legati all embrione
22 DORMIENZA ESOGENA - FISICA Tegumento impermeabile ad aria ed acqua. Rottura irreversibile e dovuta a fattori naturali (alternanza caldo-freddo, fuoco, alte temperature, attività microrganismi, digestione animale). Cucurbitacee, Leguminose, Geraniacee, Malvacee, Pinacee, ecc. - MECCANICA Tegumento troppo duro perché la radichetta lo possa perforare. Spesso associata a fattori ormonali. - CHIMICA Dovuta a sostanze presenti nel tegumento (sostanze aromatiche, fenoli). Spesso dilavate dall acqua piovana.
23 DORMIENZA ENDOGENA - FISIOLOGICA Presenza di ormoni inibitori della germinazione (quali acido abscissico ABA). Disattivati con il freddo e l umido. - MORFOLOGICA Embrione immaturo (frassino, Rosacee). POSSIBILITA DI VARIE COMBINAZIONI DORMIENZA SECONDARIA: di solito determinata da alte temperature (Rosacee, faggio, frassino)
24 Stratificazione - meccanica (sabbia) - fisica (acqua calda, alternanza temperature) - chimica (acidi) (stratificazione calda) Stratificazione fredda) STRATIFICAZIONE consiste nel sottoporre il seme, mescolato ad un substrato umido, costituito da torba, sabbia, vermiculite oppure miscugli tra di essi, a determinate condizioni di temperatura (circa 20 per la stratificazione calda e 3-4 C per quella fredda). Il miscuglio, durante il trattamento, va mantenuto costantemente umido e frequentemente arieggiato.
25 Strategie di integrazione tra superamento della dormienza e conservazione nel lungo periodo nei semi di faggio
26 LA GERMINAZIONE DEI SEMI Processo con cui il seme passa dallo stato quiescente a quello di attività 1. ASSORBIMENTO ACQUA 2. IDRATAZIONE E INIZIO ATTIVITA ENZIMATICA E RESPIRATORIA 3. DEMOLIZIONE SOSTANZE DI RISERVA 4. SINTESI PROTEINE E ACIDI NUCLEICI 5. DIVISIONE ED ESTENSIONE CELLULARE 6. ROTTURA TEGUMENTO SEMINALE ED EMISSIONE RADICHETTA Necessità di adeguate temperature (optimum solitamente C). Spesso utile alternanza tra due temperature. Alcune specie sono in grado di germinare a pochi gradi > 0 C, es. faggio Necessità di presenza di ossigeno nel substrato (eccezione riso) La maggior parte dei semi sono fotoindifferenti Alcuni semi necessitano di luce per poter germinare (mirto, corbezzolo) Altri invece lo fanno solo al buio (rosmarino)
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28 DICOTILEDONI Germinazione epigea Germinazione ipogea
29 MONOCOTILEDONI Germinazione epigea Germinazione ipogea
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