Enhancement of soybean nodulation by seed treatment with non–thermal plasmas

Autores
Pérez Pizá, María Cecilia; Cejas, Ezequiel; Zilli, Carla Giannina; Prevosto, Leandro; Mancinelli, Beatriz Rosa; Santa Cruz, Diego Mario; Yannarelli, Gustavo Gabriel; Balestrasse, Karina Beatriz
Año de publicación
2020
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Soybean (Glycine max (L.) Merrill) is one of the most important crops worldwide providing dietary protein and vegetable oil. Most of the nitrogen required by the crop is supplied through biological N2 fixation. Non-thermal plasma is a fast, economical, and environmental-friendly technology that can improve seed quality, plant growth, and crop yield. Soybean seeds were exposed to a dielectric barrier discharge plasma operating at atmospheric pressure air with superimposed flows of O2 or N2 as carrying gases. An arrangement of a thin phenolic sheet covered by polyester films was employed as an insulating barrier. We focused on the ability of plasma to improve soybean nodulation and biological nitrogen fixation. The total number of nodules and their weight were significantly higher in plants grown from treated seeds than in control. Plasma treatments incremented 1.6 fold the nitrogenase activity in nodules, while leghaemoglobin content was increased two times, indicating that nodules were fixing nitrogen more actively than control. Accordingly, the nitrogen content in nodules and the aerial part of plants increased by 64% and 23%, respectively. Our results were supported by biometrical parameters. The results suggested that different mechanisms are involved in soybean nodulation improvement. Therefore, the root contents of isoflavonoids, glutathione, auxin and cytokinin, and expansin (GmEXP1) gene expression were determined. We consider this emerging technology is a suitable pre-sowing seed treatment.
Fil: Pérez Pizá, María Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales; Argentina
Fil: Cejas, Ezequiel. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Reg.venado Tuerto. Departamento de Ing.electromecanica. Laboratorio de Descargas Eléctricas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe; Argentina
Fil: Zilli, Carla Giannina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales; Argentina
Fil: Prevosto, Leandro. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Reg.venado Tuerto. Departamento de Ing.electromecanica. Laboratorio de Descargas Eléctricas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe; Argentina
Fil: Mancinelli, Beatriz Rosa. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Reg.venado Tuerto. Departamento de Ing.electromecanica. Laboratorio de Descargas Eléctricas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe; Argentina
Fil: Santa Cruz, Diego Mario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Medicina Traslacional, Trasplante y Bioingeniería. Fundación Favaloro. Instituto de Medicina Traslacional, Trasplante y Bioingeniería; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales; Argentina
Fil: Yannarelli, Gustavo Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales; Argentina
Fil: Balestrasse, Karina Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales; Argentina
Materia
SOYBEAN
NODULATION
NON-THERMAL PLASMAS
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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We focused on the ability of plasma to improve soybean nodulation and biological nitrogen fixation. The total number of nodules and their weight were significantly higher in plants grown from treated seeds than in control. Plasma treatments incremented 1.6 fold the nitrogenase activity in nodules, while leghaemoglobin content was increased two times, indicating that nodules were fixing nitrogen more actively than control. Accordingly, the nitrogen content in nodules and the aerial part of plants increased by 64% and 23%, respectively. Our results were supported by biometrical parameters. The results suggested that different mechanisms are involved in soybean nodulation improvement. Therefore, the root contents of isoflavonoids, glutathione, auxin and cytokinin, and expansin (GmEXP1) gene expression were determined. We consider this emerging technology is a suitable pre-sowing seed treatment.Fil: Pérez Pizá, María Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales; ArgentinaFil: Cejas, Ezequiel. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Reg.venado Tuerto. Departamento de Ing.electromecanica. Laboratorio de Descargas Eléctricas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe; ArgentinaFil: Zilli, Carla Giannina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales; ArgentinaFil: Prevosto, Leandro. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Reg.venado Tuerto. Departamento de Ing.electromecanica. Laboratorio de Descargas Eléctricas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe; ArgentinaFil: Mancinelli, Beatriz Rosa. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Reg.venado Tuerto. Departamento de Ing.electromecanica. Laboratorio de Descargas Eléctricas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe; ArgentinaFil: Santa Cruz, Diego Mario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Medicina Traslacional, Trasplante y Bioingeniería. Fundación Favaloro. Instituto de Medicina Traslacional, Trasplante y Bioingeniería; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales; ArgentinaFil: Yannarelli, Gustavo Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales; ArgentinaFil: Balestrasse, Karina Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales; ArgentinaNature Publishing Group2020-03info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/151334Pérez Pizá, María Cecilia; Cejas, Ezequiel; Zilli, Carla Giannina; Prevosto, Leandro; Mancinelli, Beatriz Rosa; et al.; Enhancement of soybean nodulation by seed treatment with non–thermal plasmas; Nature Publishing Group; Scientific Reports; 10; 1; 3-2020; 1-122045-2322CONICET DigitalCONICETenginfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/http://www.nature.com/articles/s41598-020-61913-3info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1038/s41598-020-61913-3info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-09-17T11:16:50Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/151334instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-09-17 11:16:50.704CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
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Fil: Pérez Pizá, María Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales; Argentina
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Fil: Yannarelli, Gustavo Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales; Argentina
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