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Impact of green synthesized iron oxide nanoparticles from Rhododendron arboretum on wheat (Triticum aestivum): Evaluation of morpho-physiological, biochemical and yield attributes

Resumo

No presente estudo, nanopartículas de óxido de ferro (NPsFeO) foram sintetizadas pelo método verde, usando Rhododendron arboreum, e seu efeito foi avaliado no trigo. As nanopartículas sintetizadas foram caracterizadas por um espectrofotômetro UV-Vis, com pico em 240 nm, indicando a formação de NPsFeO. DLS demonstrou o diâmetro hidrodinâmico de 82 nm das NPsFeO sintetizadas com PDI de 0,2. FE-SEM e FTIR confirmaram a síntese das NPsFeO. Adicionalmente, um experimento em vaso foi conduzido para explorar o efeito da aplicação foliar de várias concentrações (50–200 ppm) de NPsFeO em dois genótipos de trigo: VL 953 (não fortificado) e HD 3086 (fortificado com ferro). Entre os vários parâmetros morfo-fisiológicos, um aumento máximo de 65,9% foi registrado no conteúdo de carotenoides na concentração de 150 ppm de NPsFeO em comparação com o controle. A atividade da peroxidase exibiu a maior ampliação significativa de 132,3% comparada ao controle na concentração de 100 ppm entre várias atividades de enzimas antioxidantes. Tanto os parâmetros morfo-fisiológicos quanto as atividades antioxidantes foram registrados como maiores no genótipo VL 953 do que no HD 3086. O rendimento de grãos foi documentado como o mais alto em todos os parâmetros de rendimento na concentração de 50 ppm no genótipo HD 3086, que foi 11,8% maior que o controle. Além disso, o conteúdo de ferro nos grãos aumentou com o aumento da concentração (50–200 ppm) de NPsFeO em ambos os genótipos, e o conteúdo máximo de ferro foi documentado a 200 ppm com um aumento de 60,9% em relação ao controle. O presente trabalho revelou o potencial das NPsFeO para melhorar significativamente os parâmetros morfo-fisiológicos, promover a produção de compostos antioxidantes e melhorar o rendimento de grãos e o conteúdo de ferro em ambos os genótipos.



Abstract

In the present study, iron oxide nanoparticles (IONPs) were synthesized by the green method using Rhododendron arboreum, and their effect was evaluated on wheat. The synthesized nanoparticles were characterized by a UV–visible spectrophotometer, peak at 240 nm, indicating the formation IONPs. DLS demonstrated the hydrodynamic diameter of 82 nm of synthesized IONPs with 0.2 PDI. FE-SEM and FTIR confirmed the synthesis of IONPs. Further, a pot experiment was carried out to explore the effect of foliar application of various concentrations (50–200 ppm) of IONPs on two wheat genotypes: VL 953 (unfortified) and HD 3086 (iron-fortified). Among the various morpho-physiological parameters, a maximum increase of 65.9 % was recorded in carotenoid content at 150 ppm concentrations of IONPs than the control. The peroxidase activity exhibited the most significant augmentation of 132.3 % compared to the control at a concentration of 100 ppm among various antioxidant enzyme activities. Both morpho-physiological parameters and antioxidant activities were recorded higher in VL 953 genotype than HD 3086. Grain yield was documented as the highest in all yield parameters at 50 ppm in HD 3086 genotype, which was 11.8 % higher than the control. Moreover, grain iron content was increased with an increase in the concentration (50–200 ppm) of IONPs in both genotypes, and the maximum iron content was documented at 200 ppm with 60.9 % increase than the control. The present work revealed the potential of IONPs to significantly enhance the morpho-physiological parameters, promote the production of antioxidant compounds, and improve grain yield and iron content in both genotypes.


A. Singh
T. Rawat
O. Govardhan
C. Sharma
P. Lohani
A. Kumar
S. Hassan
H. Singh
S. Kumar
R. Yadav
S. Gautam

2025 - Biocatalysis and Agricultural Biotechnology

Palavras-chave:

Nanopartículas verdes, óxido de ferro, biofortificação, aplicação foliar, atividade antioxidante

Termos de indexação:

Síntese verde, genótipos de trigo, conteúdo de carotenoides, peroxidase, rendimento de grãos

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