O período de colheita de sementes é tenso. Muito do que se fez durante todas as fases fenológicas pode ser perdido em função de condições ambientais desfavoráveis ao potencial fisiológico, que está atrelado ao genótipo, um influenciador de respostas em relação a deterioração da semente. A literatura é vasta sobre o assunto que vamos discorrer, porém, vou me ater em dois estudos muito pertinentes, Brzezinski (2018) e Pinheiro (2019), os quais referenciam muitos autores relacionados, para trazer à tona situação que preocupa os envolvidos na produção de sementes, em especial de soja, uma das espécies mais responsivas nas fases de pré-colheita e colheita.

   Após a maturidade fisiológica, a permanência da soja no campo pode favorecer a intensificação do processo de deterioração, devido a fatores intrínsecos, como o genótipo e a composição química, ou ainda devido a fatores ambientais, como insetos, microrganismos e, sobretudo, elevadas temperaturas e umidade, consideradas como as maiores atuações na intensidade e velocidade da deterioração. A exposição das plantas de soja a elevadas temperaturas e oscilações de umidade em fase de pré-colheita tem ocasionado reduções significativas no vigor e na geminação das sementes, por meio da deterioração por umidade, detectada normalmente nos testes de tetrazólio e de envelhecimento acelerado.

   Quais as consequências e o que significa a deterioração?
   A deterioração por umidade acarreta diversas alterações bioquímicas e é um dos principais fatores que afetam o potencial fisiológico das sementes de soja, devido a sua natureza higroscópica, estabelecendo um problema frequente em áreas de instabilidade de precipitação, particularmente quando entra no ponto de maturidade fisiológica.
Dependendo do grau de umidade da semente, quando ocorre a absorção e a perda de água para o ambiente, podem ocorrer variações acentuadas desse grau de umidade, ocasionando perdas de qualidade. A oscilação do grau da umidade da semente antes da colheita é considerada um dos principais fatores relacionados à deterioração em campo, sobretudo em semente mais seca.

   Embora a fisiologia e a bioquímica do processo de deterioração de sementes sejam bastante pesquisadas, os mecanismos responsáveis pela deterioração, contudo, não estão totalmente elucidados.

   A perda de qualidade de sementes deterioradas é desencadeada por várias reações que danificam biomoléculas por meio de reações bioquímicas. Neste contexto, existe um consenso de que a deterioração é um processo degenerativo provocado, especialmente, pela produção e acúmulo progressivo de espécies reativas de oxigênio (ERO), quando em níveis acima dos basais e em desequilíbrio com os mecanismos antioxidativos, que caracterizam o estresse oxidativo.

   Quais são as espécies reativas de oxigênio (ERO)?
   As ERO são subprodutos naturais do metabolismo, formadas a partir da redução incompleta ou parcial do oxigênio, levando à formação de radical superóxido (O2-), peróxido de hidrogênio (H2O2), radical hidroxila (OH-) e outros. 

   De maneira geral, os principais danos causados pelo estresse oxidativo são a peroxidação de lipídios, oxidação de proteínas, danos a ácidos nucleicos, inibição enzimática e morte celular.

   O sistema enzimático antioxidativo exerce extrema importância em situações de estresse oxidativo por meio da atuação de enzimas, como superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), peroxidase (POX), peroxidase do ascorbato (APX), além de outras que desempenham papel crucial na neutralização das ERO.

   Como um produto do metabolismo aeróbico, as ERO são formadas primariamente em cloroplastos, mitocôndrias e peroxissomos, mas também em outros componentes celulares, como as proteínas. Dentre as principais reservas energéticas das sementes, as proteínas são consideradas essenciais para o crescimento do eixo embrionário e formação da plântula.

   Durante a maturação das sementes, macromoléculas como carboidratos, lipídios e proteínas são acumuladas para posteriormente serem utilizadas como fonte de energia para a germinação e desenvolvimento inicial de plântulas. Em sementes de soja, foram identificadas 42 proteínas sensíveis ao processo de deterioração por temperatura e umidade, das quais 12 foram relacionadas principalmente ao metabolismo de aminoácidos e biossíntese de outras proteínas. A deterioração afeta diretamente proteínas importantes envolvidas no ciclo do ácido tricarboxílico e glicólise, que são importantes vias para fornecer energia ao embrião durante a embebição.

   Foi notado o teor de proteínas reduzir significativamente com a deterioração por umidade, ao mesmo tempo em que houve aumento na atividade da protease. As proteases constituem um amplo grupo de enzimas capazes de hidrolisar ligações peptídicas a nível celular e, devido a essa ampla variação de classes e constituição, estas enzimas estão envolvidas em vários estágios de desenvolvimento, como germinação, biogênese celular, senescência e morte celular programada de proteínas de armazenamento e outros processos celulares durante o processo germinativo. As proteases são citadas como essenciais na mobilização.

   Com a absorção de água pela semente, inicia-se o processo de germinação e a mobilização das reservas, acompanhados do aumento nas taxas respiratórias. Desta forma, a deterioração está relacionada ao aumento excessivo das taxas respiratórias, que por sua vez contribui para maior degradação e menor mobilização das reservas para o eixo embrionário por meio do estresse oxidativo, caracterizado pelo desequilíbrio entre a produção das ERO e os mecanismos de defesa antioxidativos, que são regulados para neutralizar o excesso de espécies reativas de oxigênio.

   Foi verificado que o atraso na colheita ocasionou redução da germinação e vigor de sementes de soja, que, por sua vez, foi relacionada à menor atividade antioxidativa. A deterioração por umidade provocou redução da atividade das enzimas que atuam como peroxidases. Em especial, ocorre a diminuição na atividade das enzimas, em CAT, APX e POX. A atividade destas enzimas está diretamente relacionada à integridade das mitocôndrias durante o processo germinativo. 

   O acúmulo do peróxido de hidrogênio e do malonaldeído (MDA), produto da peroxidação lipídica da membrana, reforçam a ocorrência do estresse oxidativo nas sementes, causando perda significativa no potencial fisiológico. O H2O2 é produzido nas sementes e tem suas funções (maléficas e/ou benéficas) desencadeadas a partir da hidratação e atividade respiratória destas. Este aumento da atividade respiratória faz com que haja maior produção de ânion superóxido (O2-), que por sua vez é instável e rapidamente convertido em H2O2.  É citado que o peróxido de hidrogênio exerce papéis fundamentais nas respostas a estresses bióticos e abióticos, uma vez que participa de processos como a sinalização celular, quebra da dormência, regulação hormonal, mobilização de reservas, manutenção do estado redox intracelular, menor acúmulo de radical hidroxila e outras.

   Os superóxidos dismutases (SOD) são metaloenzimas que catalisam a dismutação do radical superóxido (O2-) em peróxido de hidrogênio (H2O2), constituindo a primeira linha de defesa contra as ERO, acumuladas sobretudo em situações de estresse. A redução na atividade da SOD pode ter uma grande contribuição na deterioração de sementes, uma vez que o acúmulo de O2- é associado, de forma positiva, com a perda da viabilidade, germinação e vigor de sementes.

   Por outro lado, a enzima catalase (CAT) converte o H2O2 em H2O e O2, desempenhando papel fundamental nos sistemas de proteção e reparo durante a deterioração associada ao acúmulo de peróxido de hidrogênio. Em sementes de soja e outras oleaginosas submetidas à deterioração, o acúmulo de H2O2 tem sido considerado um dos principais fatores que resultam na perda da qualidade. 

   Em experimentações em que foram aplicadas precipitações em plantas de soja no estádio em R8, sobretudo em maiores níveis (120 e 180 mm), houve a deterioração por umidade, ocasionando a redução do potencial fisiológico das sementes, o aumento na atividade da protease, além do acúmulo de peróxido de hidrogênio e de malonaldeído, e, ainda, a diminuição no teor de proteínas e na atividade de enzimas antioxidativas. A quantidade de malonaldeído e peróxido de hidrogênio em conjunto foram considerados como principais fatores que resultaram na perda de viabilidade de sementes de soja submetidas à deterioração. 

   Foi ainda verificado que o incremento do dano por umidade propiciou uma tendência na redução da densidade tecidual das sementes de soja utilizando a técnica de raios-X. Essa atenuação observada com o incremento do dano por umidade pode estar relacionada com a separação dos tecidos da epiderme e da hipoderme, expondo o tecido do parênquima subjacente ou o cotilédone a danos físicos, como enrugamentos na superfície do tegumento, propiciando, por sua vez, a deterioração parcial dos seus tecidos. Portanto, a presença dos danos por umidade na superfície do tegumento das sementes de soja está diretamente relacionada à redução do vigor.

   Como percebemos, a deterioração significa potencial perda ao sistema de produção de sementes. Tem envolvimento da genética, que interage de forma diferente aos ambientes e outros assuntos relacionados, a exemplo do tegumento e sua importância e dos fungos fitopatógenos, abordagens da próxima edição.