Blog

Jul 22, 2023

Détection du NO3− introduit dans le plasma

Scientific Reports volume 12, Numéro d'article : 12525 (2022) Citer cet article 814 Accès 3 Citations 2 Détails de Altmetric Metrics Le plasma de décharge irradie les graines avec de l'oxygène et de l'azote réactifs

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 12525 (2022) Citer cet article

814 Accès

3 citations

2 Altmétrique

Détails des métriques

Le plasma de décharge irradie les graines avec des espèces réactives de l'oxygène et de l'azote (RONS). Cependant, les RONS introduits dans les graines par irradiation plasmatique n’ont pas encore été détectés avec succès. Cette étude fournit des preuves expérimentales que l'ion nitrate NO3− est introduit dans les graines de laitue sous forme de RONS lors de l'irradiation avec un plasma de décharge de barrière diélectrique d'air à pression atmosphérique. L'irradiation au plasma pendant 5 min favorise la germination des graines. Les composants des graines irradiées par le plasma ont été examinés à l’aide de la spectrométrie de masse quantique à ionisation par électrospray (ESI QMS), qui a révélé que l’irradiation par le plasma a introduit un ion d’une masse de 62 m/z en quantités détectables. Cet ion a été identifié comme NO3− par chromatographie liquide (LC), détecteur de longueurs d'onde multiples (MWD) et LC-ESI QMS. Une simulation unidimensionnelle à température électronique Te = 1 eV, densité électronique Ne = 1013/m3 et température du gaz Tg = 300 K a indiqué l'introduction de NO3−, impliquant l'oxyde nitrique NO. NO3− est l’un des ions les plus importants qui déclenchent la transduction du signal pour la germination lorsqu’il est introduit dans les graines. Les images de microscopie électronique à balayage (MEB) ont révélé qu’il n’y avait aucun changement à la surface des graines après irradiation au plasma. L’irradiation au plasma est une méthode efficace pour introduire du NO3− dans les graines par voie sèche sans causer de dommages.

L’effet d’amélioration de la croissance de l’irradiation plasma sur les plantes a attiré une attention mondiale considérable1,2,3. Jusqu'à présent, des études pionnières ont été réalisées sur l'amélioration de la germination et de la croissance4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19, le contrôle de l'équilibre hormonal. entre l'acide gibbérellique (GA) et l'acide abscissique (ABA) dans les graines20,21, et l'amélioration des caractéristiques de récolte22 par irradiation plasma. Récemment, des études de biologie moléculaire ont été menées pour élucider les mécanismes sous-jacents aux effets biologiques de l’irradiation plasmatique23. Le plasma peut irradier les graines avec des espèces réactives de l’oxygène et de l’azote (RONS), des photons et des ions, et les soumettre à des champs électriques24. Les RONS sont impliqués dans divers processus de semences, notamment la maturation, le vieillissement et la germination, suivis de la croissance des plantules25,26. Les espèces réactives de l'oxygène (ROS) exogènes améliorent la germination des graines de Zea mays et Helianthus annuus en induisant la biosynthèse de GA et le catabolisme de l'ABA . La détermination colorimétrique et les simulations sont utiles pour estimer la quantité de RONS introduite dans les graines. Cependant, les RONS introduits dans les graines par irradiation plasmatique n’ont pas encore été détectés avec succès. Étant donné que de nombreuses études portent sur l'induction de réponses biologiques dans les graines lors d'une irradiation plasmatique, les discussions sur leurs mécanismes sous-jacents devraient être basées sur les particules réelles introduites dans les graines. Cette étude fournit des preuves expérimentales que les ions nitrate NO3− sont introduits dans les graines sous forme de RONS lors de l'irradiation plasmatique.

Nous avons tenté de détecter le RONS typique, NO3−, introduit dans les graines lors de l'irradiation avec un plasma non thermique d'air à pression atmosphérique. La réponse des graines à l’administration exogène de NO3− est un sujet de recherche important en physiologie moléculaire végétale. Le NO3− dans les graines de plantes est responsable de l'induction de réponses telles que la levée de la dormance, la régulation de l'expression génique, la transduction du signal et le métabolisme de l'ABA résultant de la liaison de NLP8 au promoteur du CYP707A228,29,30,31,32. Bien qu'il existe de nombreuses études sur les changements de génotype et de phénotype dus à l'administration de NO3−, le mécanisme moléculaire à l'origine de la réponse de la plante au NO3− reste flou30. Par conséquent, cette étude visait à prouver expérimentalement que le NO3− est introduit dans les graines par irradiation plasma ; un mécanisme probable pour cette introduction est également suggéré. Il a également proposé une nouvelle méthode d’administration de NO3− aux graines par voie sèche utilisant du plasma.