Zeitschrift für Nanomaterialien und molekulare Nanotechnologie

Die Reaktion von Augenbohnenpflanzen (Vigna unguiculata L) auf die Blattanwendung von Natriumselenat und Selen-Nanopartikeln (SeNPs)

Fatma Abd El Lateef Gharib, Ibrahim Mohamed Zeid, Safia Mohamed Ghazi und Eman Zakaria Ahmed*

Die vorliegende Studie beschreibt die Synthese und schnelle Herstellung von Selen-Nanopartikeln (SeNPs) durch Reduzierung von Selenat in Gegenwart von Ascorbinsäure (AA) als Reduktionsmittel, Beschichtung und Stabilisierungsmittel. Die Bildung von nanogroßem Selen bei 10 mm Natriumselenat (Na2SeO4) und 1,5 % AA wurde durch das Auftreten des charakteristischen Oberflächenplasmonabsorptionspeaks bei 296 nm in UV-vis-Spektren bestätigt. Die Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) zeigt, dass SeNPs größtenteils kugelförmig waren und einen mittleren Durchmesser von etwa 33,4 nm hatten. Das Röntgenbeugungsmuster (XRD) bestätigte die kristalline Form, was auf eine Partikelgröße von etwa 42,92 nm hindeutete. Die Partikelgrößenverteilung von SeNPs betrug laut dynamischer Lichtstreuung (DLS) etwa 45,9 nm. Eine Fourier-Transform-Infrarot(FTIR)-Spektroskopieanalyse weist auf die Beschichtung von Selen-Nanopartikeln mit Ascorbinsäure hin, die SeNPs mit der COO˗-Gruppe der Ascorbinsäure bindet. Auf der Versuchsfarm der Helwan University in Kairo (Ägypten) wurde in der Saison 2016 ein Topfexperiment durchgeführt, um die Wirkung von Blattanwendungen von sowohl Na2SeO4 als auch chemisch synthetisierten SeNPs (≈ 33,4 nm) in Konzentrationen von jeweils 0,0, 6,25, 12,5, 25 und 50 µM auf das vegetative Wachstum, den Ertrag und einige physiologische Aktivitäten von Augenbohnenpflanzen (Vigna unguiculata L) zu bewerten. Die Blattanwendung von Na2SeO4 und SeNPs bis zu 25 µM erhöhte die Wachstumskriterien (d. h. Länge von Wurzeln und Stängel, Frisch- und Trockengewicht von Wurzel, Stängel und Blättern, Anzahl der Blätter und Gesamtblattfläche cm2/Pflanze), Gewicht und Qualität der Samen im Vergleich zu den entsprechenden unbehandelten Kontrollpflanzen signifikant. Die Anwendung von Na2SeO4 und SeNPs, insbesondere in einer Konzentration von 6,25 µM, erhöhte die gesamten photosynthetischen Pigmente (TPP), die gesamten Kohlenhydrate (TC), die gesamten löslichen Proteine ​​(TSP) und verschiedene Mineralien in den Blättern, begleitet von einer Abnahme der gesamten löslichen Zucker (TSS). SeNPs in einer Konzentration von 6,25 µM erhöhten die Werte der Wachstumshormone Indolessigsäure (IAA), Gibberellinsäure (GA3) und Cytokinine (CKs) in Augenbohnenblättern, bei einem relativ geringeren Gehalt an Abscisinsäure (ABA) und höheren GA3/ABA-Verhältnissen, gefolgt von Na2SeO4 in einer Konzentration von 6,25 µM, was die Zunahme der Wachstumsparameter und des Samengewichts bei mit SeNPs und Na2SeO4 behandelten Pflanzen im Vergleich zu Kontrollpflanzen erklärt. Eine Studie mittels Atomabsorptionsspektroskopie (AAS) enthüllte eine Restansammlung von Selen-Nanopartikeln in Blättern und Samen von Augenbohnenpflanzen in einer Konzentration von 50 µM. Die Transmissionselektronenmikroskopie zeigte kleine, dunkle Ablagerungen in Blattzellen, die SeNPs ausgesetzt waren, die wahrscheinlich von den Nanopartikeln stammten, die von den Blättern absorbiert und auf die Samen übertragen wurden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Anwendung von SeNPs und Na2SeO4 bei 6,25 µM das vegetative Wachstum, das Samengewicht, den Nährwert und die Qualität von Augenbohnenpflanzen und -samen verbesserte.