Scientific Reports ( IF 3.8 ) Pub Date : 2020-03-19 , DOI: 10.1038/s41598-020-61696-7
Pratibha Acharya 1 , Guddadadarangavvanahally K Jayaprakasha 1 , Kevin M Crosby 1 , John L Jifon 1, 2 , Bhimanagouda S Patil 1
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Seed priming uses treatments to improve seed germination and thus potentially increase growth and yield. Low-cost, environmentally friendly, effective seed treatment remain to be optimized and tested for high-value specialty crop like watermelon (Citrullus lanatus) in multi-locations. This remains a particularly acute problem for triploids, which produce desirable seedless watermelons, but show low germination rates. In the present study, turmeric oil nanoemulsions (TNE) and silver nanoparticles (AgNPs) synthesized from agro-industrial byproducts were used as nanopriming agents for diploid (Riverside) and triploid (Maxima) watermelon seeds. Internalization of nanomaterials was confirmed by neutron activation analysis, transmission electron microscopy, and gas chromatography-mass spectrometry. The seedling emergence rate at 14 days after sowing was significantly higher in AgNP-treated triploid seeds compared to other treatments. Soluble sugar (glucose and fructose) contents were enhanced during germination in the AgNP-treated seeds at 96 h. Seedlings grown in the greenhouse were transplanted at four locations in Texas: Edinburg, Pecos, Grapeland, and Snook in 2017. At Snook, higher yield 31.6% and 35.6% compared to control were observed in AgNP-treated Riverside and Maxima watermelons, respectively. To validate the first-year results, treated and untreated seeds of both cultivars were sown in Weslaco, Texas in 2018. While seed emegence and stand establishments were enhanced by seed priming, total phenolics radical-scavenging activities, and macro- and microelements in the watermelon fruits were not significantly different from the control. The results of the present study demonstracted that seed priming with AgNPs can enhance seed germination, growth, and yield while maintaining fruit quality through an eco-friendly and sustainable nanotechnological approach.
中文翻译:
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纳米粒子介导的种子启动可改善德克萨斯州多个地点的西瓜(Citrullus lanatus)的发芽,生长,产量和质量。
种子处理可以通过处理来改善种子发芽,从而潜在地增加生长和产量。低成本,环保,有效的种子处理仍有待优化和测试,以用于西瓜等高价值特种作物(Citrullus lanatus)在多个位置。对于三倍体来说,这仍然是一个特别严重的问题,三倍体产生理想的无核西瓜,但发芽率低。在本研究中,从农业工业副产品合成的姜黄油纳米乳剂(TNE)和银纳米颗粒(AgNPs)被用作二倍体(Riverside)和三倍体(Maxima)西瓜种子的纳米引发剂。纳米材料的内在化通过中子活化分析,透射电子显微镜和气相色谱-质谱法得以证实。与其他处理相比,AgNP处理的三倍体种子在播种后14天的幼苗出苗率明显更高。AgNP处理的种子在96 h萌发过程中可溶性糖(葡萄糖和果糖)的含量增加。自2017年起,将温室中生长的幼苗移植到德克萨斯州的四个地方:爱丁堡,佩科斯,葡萄园和斯努克。在斯努克,经AgNP处理的河滨西瓜和千里马西瓜分别比对照高31.6%和35.6%。为了验证第一年的结果,2018年在得克萨斯州的韦斯拉科播种了两个品种的处理过的种子和未处理过的种子。通过种子引发,总酚类自由基清除活性以及种子中的宏量和微量元素,种子的出苗率和林分建立得以增强。西瓜果实与对照无显着差异。本研究的结果表明,使用AgNPs引发种子可以通过生态友好和可持续的纳米技术方法增强种子的发芽,生长和产量,同时保持果实品质。Pecos,Grapeland和Snook在2017年。在Snook,用AgNP处理过的Riverside和Maxima西瓜分别比对照高31.6%和35.6%。为了验证第一年的结果,2018年在得克萨斯州的韦斯拉科播种了两个品种的处理过的种子和未处理过的种子。通过种子引发,总酚类自由基清除活性以及种子中的宏量和微量元素,种子的出苗率和林分建立得以增强。西瓜果实与对照无显着差异。本研究的结果表明,使用AgNPs引发种子可以通过生态友好和可持续的纳米技术方法增强种子的发芽,生长和产量,同时保持果实品质。Pecos,Grapeland和Snook在2017年。在Snook,用AgNP处理过的Riverside和Maxima西瓜分别比对照高31.6%和35.6%。为了验证第一年的结果,2018年在得克萨斯州的韦斯拉科播种了两个品种的处理过的种子和未处理过的种子。西瓜果实与对照无显着差异。本研究的结果表明,使用AgNPs引发种子可以通过生态友好和可持续的纳米技术方法增强种子的发芽,生长和产量,同时保持果实品质。AgNP处理过的Riverside和Maxima西瓜分别比对照组多6%。为了验证第一年的结果,2018年在得克萨斯州的韦斯拉科播种了两个品种的处理过的种子和未处理过的种子。通过种子引发,总酚类自由基清除活性以及种子中的宏量和微量元素,种子的出苗率和林分建立得以增强。西瓜果实与对照无显着差异。本研究的结果表明,使用AgNPs引发种子可以通过生态友好和可持续的纳米技术方法增强种子的发芽,生长和产量,同时保持果实品质。AgNP处理过的Riverside和Maxima西瓜分别比对照组多6%。为了验证第一年的结果,2018年在得克萨斯州的韦斯拉科播种了两个品种的处理过的种子和未处理过的种子。西瓜果实与对照无显着差异。本研究的结果表明,用AgNPs引发种子可以通过生态友好和可持续的纳米技术方法增强种子的发芽,生长和产量,同时保持果实品质。虽然通过启动种子增强了种子的出苗率和林分建立,但总酚类自由基清除活性以及西瓜果实中的宏观和微量元素与对照相比没有显着差异。本研究的结果表明,用AgNPs引发种子可以通过生态友好和可持续的纳米技术方法增强种子的发芽,生长和产量,同时保持果实品质。虽然通过启动种子增强了种子的出苗率和林分建立,但总酚类自由基清除活性以及西瓜果实中的宏观和微量元素与对照相比没有显着差异。本研究的结果表明,使用AgNPs引发种子可以通过生态友好和可持续的纳米技术方法增强种子的发芽,生长和产量,同时保持果实品质。