Condicionamento fisiológico de sementes em Clitoria ternatea L. com nanotubos de carbono de paredes múltiplas: Uma abordagem físico-química e morfológica

Autores

DOI:

https://doi.org/10.1590/2447-536X.v30.e242751

Palavras-chave:

flores comestíveis, MWCNTs, nanotecnologia, propagação

Resumo

Clitoria ternatea L. é valorizada por suas características ornamentais, propriedades medicinais e usos culinários. No entanto, a produção eficiente desta espécie é limitada pela dormência do tegumento, que impede a germinação e a produção de mudas. Este estudo teve como objetivo explorar os aspectos físico-químicos e morfológicos de sementes de C. ternatea, com foco na superação da dormência através da aplicação de nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNTs) funcionalizados com ácido carboxílico. As sementes foram caracterizadas quanto à sua composição física, química e mineral. A caracterização incluiu análises de dominância de cor, geometria, peso de mil sementes e teor de umidade. As sementes foram tratadas com diferentes concentrações (0, 100, 200, 400, 800 mg L-1) de nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNT) 24 horas de embebição. Em seguida foram avaliadas as taxas de germinação e realizada análise morfológica por microscopia eletrônica de varredura. Quanto à morfometria das sementes, elas foram caracterizadas pelo formato oblongo, predomínio da coloração preta do tegumento, altos teores de proteínas, carboidratos, lipídios, fibras e presença de minerais como potássio, magnésio, ferro e cálcio. Sementes embebidas em MWCNTs na concentração de 200 mg L-1 apresentaram aumento na porcentagem de germinação e formação de plântulas normais em comparação ao grupo controle (sementes embebidas em água). Os resultados sugerem que os MWCNTs podem ajudar a superar a dormência das sementes e melhorar a qualidade das mudas resultantes. A análise de imagens e a microscopia eletrônica de varredura foram cruciais para a compreensão das características físico-químicas das sementes e suas alterações após a exposição aos MWCNTs.

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Referências

AC, A. Association of official analytical chemists. Official methods of analysis of AOAC International, 1990.

ALI, M.H.; SOBZE, J.M.; PHAM, T.H.; NADEEM, M.; LIU, C.; GALAGEDARA, L.; CHEEMA, M.; THOMAS, R. Carbon nanotubes improved the germination and vigor of plant species from peatland ecosystem via remodeling the membrane lipidome. Nanomaterials, v.10, n.9, p.1852, 2020. https://doi.org/10.3390/nano10091852

AVALOS, J.F.V.; CÁRDENAS, J.A.B.; CEJA, J.V.R.; GUERRERO, J.D.J.B. Agrotecnia y utilización de Clitoria ternatea en sistemas de producción de carne y leche. Técnica Pecuaria en México, v.42, n.1, p.79-96, 2004.

BRANDÃO, R.M.; CARDOSO, M.G.; OLIVEIRA, J.E.; BARBOSA, R.B.; FERREIRA, V.R.F.; CAMPOLINA, G.A.; MARTINS, M.A.; NELSON, D.L.; BATISTA, L.R. Antifungal and antiocratoxigenic potential of and essential oils encapsulated in poly(lactic acid) nanofibers against fungi. Letters in Applied Microbiology, v.75, p.1, 2022. https://doi.org/10.1111/lam.13704

BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Regras para análise de sementes. Brasília: MAPA; ACS, 399 p., 2009.

CAMPBELL, S.M.; PEARSON, B.J.; MARBLE, S.C. Substrate type and temperature on germination parameters of butterfly pea. HortTechnology, v.30, n.3, p.398-403, 2020. https://doi.org/10.21273/HORTTECH04583-20

CONAMA. CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE -. Resolução nº 420, de 28 de dezembro de 2009. Dispõe sobre critérios e valores orientadores de qualidade do solo quanto à presença de substâncias químicas e estabelece diretrizes para o gerenciamento ambiental de áreas contaminadas por essas substâncias em decorrência de atividades antrópicas. Diário Oficial da República Federativa do Brasil, n.249, p.81-84, 30 dez. 2009.

COSTA, F.J.O.G.; DE GODOY, R.C.B.; LEIVAS, C.L.; PEREIRA, L.O.; WASZCZYNSKYJ, N. Alterações na composição físico-química de pinhões (Araucaria angustifolia) armazenados em diferentes embalagens e ambientes. Brazilian Journal of Forest Research/Pesquisa Florestal Brasileira, v.43, 2023. https://doi.org/10.4336/2023.pfb.43e202202262

EL-ATTAR, A.B.E.D.S.; SAKR, W.R.A. Extending vase life of carnation flowers by postharvest nano silver, humic acid and Aloe Vera gel treatments. Ornamental Horticulture, v.28, p.67-77, 2022. https://doi.org/10.1590/2447-536X.v28i1.2407

FERREIRA, D.F. SISVAR: A computer analysis system to fixed effects split plot type designs. Brazilian Journal of Biometrics, v.37, n.4, p.529-535, 2019. https://doi.org/10.28951/rbb.v37i4.450

GORCZYCA, A.; POCIECHA, E.; MATRAS, E. response of pea seedlings on multi-walled carbon nanotubes seed treatments. Proceedings of the 8th World Congress on New Technologies, 2022. https://doi.org/10.11159/icepr22.168

INSTITUTE FOR REFERENCE MATERIALS AND MEASUREMENTS. Certified reference material BCR®-320R. Disponível em: https://assets.lgcstandards.com/sys-master%2Fpdfs%2Fh77%2Fh49%2F10136547524638%2FCOA_BCR-320R_ST-WB-CERT-1768910-1-1-1.PDF

JAMIL, N.; ZAIRI, M.N.M.; NASIM, N.A.I.M.; PA’EE, F. Influences of environmental conditions to phytoconstituents in Clitoria ternatea (butterfly pea flower) – A review. Journal of Science and Technology, v.10, n.2, 2018. https://10.30880/jst.2018.10.02.029

JEYARAJ, E.J.; LIM, Y.Y.; CHOO, W.S. Antioxidant, cytotoxic, and antibacterial activities of Clitoria ternatea flower extracts and anthocyanin-rich fraction. Scientific reports, v.12, n.1, p.14890, 2022. https://doi.org/10.1038/s41598-022-19146-z

JOSHI, A.; KAUR, S.; DHARAMVIR, K.; NAYYAR, H.; VERMA, G. Multi walled carbon nanotubes applied through seed priming influence early germination, root hair, growth and yield of bread wheat (Triticum aestivum L.). Journal of the Science of Food and Agriculture, v.98, n.8, p.3148-3160, 2018. https://doi.org/10.1002/jsfa.8818

LOVATO, F.; KOWALESKI, J.; SILVA, S.Z.D.; HELDT, L.F.S. Composição centesimal e conteúdo mineral de diferentes cultivares de feijão biorfortificado (Phaseolus vulgaris L.). Brazilian Journal of Food Technology, v.21, 2017. https://doi.org/10.1590/1981-6723.6817

LUZ, P.B.; LIMA, B.F.S.; PAIVA SOBRINHO, S.; OLIVEIRA, A.S. Utilização de análise de imagem para avaliação da qualidade de sementes de Passiflora cincinnata (maracujá-do-mato). Multitemas, p.123-139, 2021. https://doi.org/10.20435/multi.v26i64.3191

MAGUIRE, J.D. Speed of germination aid in selection and evaluation for seedling emergence and vigor. Crop Science, v.2, n.2, p.176-77, 1962.

MANUAL GROUNDEYE® (2016). Tbit Tecnologia e Sistemas, Lavras, 2016. 88p.

MATHEW, S.; TIWARI, D.K.; TRIPATHI, D. Interaction of carbon nanotubes with plant system: A review. Carbon Letters, v.31, n.2, p.167-176, 2021. http://dx.doi.org/10.1007/s42823-020-00195-1

MATOS, G.D.; PEREIRA-FILHO, E.R.; POPPI, R.J.; ARRUDA, M.A.Z. Análise exploratória em química analítica com emprego de quimiometria: PCA e PCA de imagens. Revista Analytica, v.6, p.38-50, 2003.

MUKHERJEE, P.K.; KUMAR, V.; KUMAR, N.S.; HEINRICH, M. The Ayurvedic medicine Clitoria ternatea—from traditional use to scientific assessment. Journal of Ethnopharmacology, v.120, n.3, p.291-301, 2008. https://doi.org/10.1016/j.jep.2008.09.009

NILE, S.H.; THIRUVENGADAM, M.; WANG, Y.; SAMYNATHAN, R.; SHARIATI, M.A.; REBEZOV, M.; NILE, A.; SUN, M.; VENKIDASAMY, B.; XIAO, J.; KAI, G. Nano-priming as emerging seed priming technology for sustainable agriculture - recent developments and future perspectives. Journal of Nanobiotechnology, v.20, n.1, p.254, 2022. https://doi.org/10.1186/s12951-022-01423-8

PADMANABHAN, V.; KUMAR, S.S.; GIRIDHAR, P. Phytochemicals and UHPLC-QTOF-HRMS characterisation of bioactives of butterfly pea (Clitoria ternatea L.) seeds and their antioxidant potentials. Food Chemistry, v.433, p.137373, 2024. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2023.137373

PAIVA, P.D.O.; SILVA, D.P.C.; SILVA, B.R.D.; SOUSA, I.P.D.; PAIVA, R.; REIS, M.V. How scarification, GA3 and graphene oxide influence the in vitro establishment and development of Strelitzia. Plants, v.12, n.11, p.2142, 2023. http://dx.doi.org/10.3390/plants12112142

PEREIRA, A.D.E.S.; OLIVEIRA, H.C.; FRACETO, L.F.; SANTAELLA, C. Nanotechnology potential in seed priming for sustainable agriculture. Nanomaterials, v.11, n.2, p.267, 2021. https://doi.org/10.3390/nano11020267

SAYEDENA, S.V.; PILEHVAR, B.; ABRARI-VAJARI, K.; ZARAFSHAR, M.; EISVAND, H.R. Effects of seed nano-priming with multiwall carbon nanotubes (MWCNT) on seed germination and seedlings growth parameters of mountain ash (Sorbus luristanica Bornm.). Iranian Journal of Forest and Poplar Research, v.26, n.2, 2018. https://doi.org/10.22092/ijfpr.2018.116749

SHELAR, A.; NILE, S.H.; SINGH, A.V.; ROTHENSTEIN, D.; BILL, J.; XIAO, J.; CHASKAR, M.; KAI, G.; PATIL, R. Recent advances in nano-enabled seed treatment strategies for sustainable agriculture: challenges, risk assessment, and future perspectives. Nano-Micro Letters, v.15, n.1, p.54, 2023. https://doi.org/10.1007/s40820-023-01025-5

SHOBHARANI, M.; SUNDARESWARAN, S. Effect of different dormancy breaking treatments on seed germination and seedling growth in Shankhapushpi (Clitoria Ternatea L.). Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry, v.7, n.4, p.1353-1355, 2018.

SILVA, A.G.; AZEREDO, G.A.; SOUZA, V.C.; MARINI, F.S.; PEREIRA, E.M. Influência da cor do tegumento e da temperatura na germinação e vigor de sementes de Crotalaria ochroleuca L. Revista Verde de Agroecologia e Desenvolvimento Sustentável, v.11, n.2, p.49-54, 2016. https://doi.org/10.18378/rvads.v11i2.4180

SILVA, D.J. Análise de alimentos: métodos químicos e biológicos. 2.ed. Viçosa: UFV, 1990. 165p.

SILVA, L.P.F.R.; QUEIROZ, A.J.M.; FIGUEIRÊDO, R.M.; CAMPOS, A.R.N.; DE MATOS, J.D.; DE MORAES, M.S.; SILVA, S.N.; GONÇALVES, M.G.; MASCARENHAS, M.N.H.; MEDEIROS NETO, M.S.; RODRIGUES, L.M.S.; VIEIRA, A.F.; COSTA, Z.T.; MOURA, R.L. Produção e efeito da germinação em sementes de jaca: caracterização química, física e físico-química. Revista de Ciências Agrárias, v.45, p.51-62, 2022. https://doi.org/10.19084/rca.25988

SILVA, P.; OLIVEIRA, A.C.; PEREIRA, L.A.; VALQUÍRIA, M.; CARVALHO, G.R.; MIRANDA, K.W.; MARCONSINI, J.M.; OLIVEIRA, J.E. Development of bionanocomposites of pectin and nanoemulsions of carnauba wax and neem oil pectin/carnauba wax/neem oil composites. Polymer Composites, v.41, n.3, p.858-870, 2020. https://doi.org/10.1002/pc.25416

TIMÓTEO, C.D.O.; PAIVA, R.; REIS, M.V.; CLARO, P.I.C.; SILVA, D.P.C.; MARCONCINI, J.M.; OLIVEIRA, J.E. Silver nanoparticles in the micropropagation of Campomanesia rufa (O. Berg) Nied. Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC), v.137, p.359-368, 2019b. https://doi.org/10.1007/s11240-019-01576-9

TIMÓTEO, C.D.O.; PAIVA, R.; REIS, M.V.; CLARO, P.I.C.; FERRAZ, L.M.; MARCONCINI, J.M.; OLIVEIRA, J.E. In vitro growth of Physalis peruviana L. affected by silver nanoparticles. 3 Biotech, v.9, p.1-9, 2019a. http://dx.doi.org/10.1007/s13205-019-1674-z

TIWARI, D.K.; DASGUPTA-SCHUBERT, N.; VILLASEÑOR, L.M. Water absorption kinetics of Zea mays seedling using MWCNT as a growth promotor. Microscopy And Microanalysis, v.29, n.1, p.21-23, 2023. http://dx.doi.org/10.1093/micmic/ozad067.010

TRUJILLO, H.A.; GUILHIEN GOMES-JUNIOR, F.; LARA, I.A.R.D.; CICERO, S.M. Análise radiográfica e desempenho de sementes de café. Journal of Seed Science, v.41, p.431-440, 2019. https://doi.org/10.1590/2317-1545v41n4221804

VERMA, S.K.; SINGH, B. Seed germination, growth and yield of Clitoria ternatea under different sowing methods. Journal of Medicinal and Aromatic Plant Sciences, v.39, n.4, p.126-131, 2017.

YOUNIS, S.A.; KIM, K.H.; SHAHEEN, S.M.; ANTONIADIS, V.; TSANG, Y.F.; RINKLEBE, J.; DEEP, A.; BROWN, R.J. Advancements of nanotechnologies in crop promotion and soil fertility: Benefits, life cycle assessment, and legislation policies. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v.152, p.111686, 2021. https://doi.org/10.1016/j.rser.2021.111686

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Publicado

2024-08-27

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Artigos