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Jul 22, 2023

Detecção de NO3− introduzido no plasma

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 12525 (2022) Citar este artigo 814 Acessos 3 Citações 2 Detalhes de métricas altmétricas Plasma de descarga irradia sementes com oxigênio e nitrogênio reativos

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 12525 (2022) Citar este artigo

814 Acessos

3 citações

2 Altmétrico

Detalhes das métricas

O plasma de descarga irradia sementes com espécies reativas de oxigênio e nitrogênio (RONS). No entanto, os RONS introduzidos nas sementes por irradiação plasmática não foram detectados com sucesso até o momento. Este estudo fornece evidências experimentais de que o íon nitrato NO3- é introduzido em sementes de alface como RONS após irradiação com plasma de descarga de barreira dielétrica de ar à pressão atmosférica. A irradiação plasmática por 5 min promove a germinação das sementes. Os componentes das sementes irradiadas com plasma foram examinados usando espectrometria de massa quântica de ionização por eletrospray (ESI QMS), que revelou que a irradiação de plasma introduziu um íon com massa de 62 m/z em quantidades detectáveis. Este íon foi identificado como NO3− por cromatografia líquida (LC), detector de múltiplos comprimentos de onda (MWD) e LC-ESI QMS. Uma simulação unidimensional à temperatura do elétron Te = 1 eV, densidade eletrônica Ne = 1013/m3 e temperatura do gás Tg = 300 K indicou a introdução de NO3−, envolvendo óxido nítrico NO. NO3− é um dos íons mais importantes que desencadeiam a transdução de sinal para germinação quando introduzido em sementes. As imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV) revelaram que não houve alteração na superfície das sementes após a irradiação com plasma. A irradiação plasmática é um método eficaz de introdução de NO3- nas sementes por via seca, sem causar danos.

O efeito de melhoria do crescimento da irradiação plasmática nas plantas atraiu considerável atenção global1,2,3. Até o momento, houve estudos pioneiros sobre a melhoria da germinação e do crescimento4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19, controle do equilíbrio hormonal entre ácido giberélico (AG) e ácido abscísico (ABA) em sementes20,21, e melhoria das características de colheita22 utilizando irradiação plasmática. Recentemente, estudos de biologia molecular foram realizados para elucidar os mecanismos subjacentes aos efeitos biológicos da irradiação plasmática23. O plasma pode irradiar sementes com espécies reativas de oxigênio e nitrogênio (RONS), fótons, íons e submetê-las a campos elétricos24. Os RONS estão envolvidos em uma variedade de processos de sementes, incluindo maturação, envelhecimento e germinação, seguidos pelo crescimento das mudas25,26. Espécies reativas de oxigênio exógenas (ROS) melhoram a germinação de sementes de Zea mays e Helianthus annuus, induzindo a biossíntese de GA e o catabolismo de ABA . A determinação colorimétrica e as simulações são úteis para estimar a quantidade de RONS introduzida nas sementes. No entanto, os RONS introduzidos nas sementes por irradiação plasmática não foram detectados com sucesso até o momento. Considerando que muitos estudos tratam da indução de respostas biológicas em sementes após irradiação plasmática, as discussões sobre os mecanismos subjacentes devem basear-se nas próprias partículas introduzidas nas sementes. Este estudo fornece evidências experimentais de que os íons nitrato NO3− são introduzidos nas sementes como RONS após irradiação com plasma.

Tentamos detectar os RONS típicos, NO3-, introduzidos nas sementes após irradiação com plasma não térmico de ar à pressão atmosférica. A resposta das sementes à administração exógena de NO3 é um importante assunto de pesquisa em fisiologia molecular de plantas. O NO3- nas sementes das plantas é responsável por induzir respostas como quebra de dormência, regulação da expressão gênica, transdução de sinal e metabolismo do ABA resultante da ligação do NLP8 ao promotor CYP707A228,29,30,31,32. Embora existam muitos estudos sobre as mudanças no genótipo e fenótipo devido à administração de NO3−, o mecanismo molecular por trás da resposta da planta ao NO3− permanece obscuro30. Consequentemente, este estudo teve como objetivo comprovar experimentalmente que o NO3− é introduzido nas sementes por irradiação de plasma; um provável mecanismo para esta introdução também é sugerido. Também propôs um novo método de administração de NO3- às sementes em um processo seco usando plasma.