Use of nanotechnology to improve plant performance in boreal forest ecosystem
Notice bibliographique
Résumé
Nano-priming has been shown to significantly improve the total germination percentage and seedling vigor of different plant seeds including agricultural crops. In these applications, seeds primed with Carbon nanotubes (CNTs) exhibited dramatic improvements in germination rate and seedling vigor (root and stem lengths). Herein, we applied this technique to non-agriculture crop species in an attempt to resolve several different seeds dormancies hindering their propagation and field establishment. Specifically, the seeds of boreal forest plant species with embryo and seed coat dormancy were nano-primed with several carbon-based nanoparticles, as part of a strategy to overcome seed dormancy. Carboxylic acid functionalized multi-walled carbon nanoparticle (-COOH biomolecule coated) was the most effective in breaking physical (seed coat) and morphological dormancy (embryo), as well as increase the germination rate in combination with stratification in green alder (Alnus viridis L.), bog birch (Betula pumila), and labrador tea (Rhododendron groenlandicum). Conversely, a combination of carbon nanoparticles (CNPs), especially the multiwall carbon nanoparticles functionalized with carboxylic acid (MWCNT-COOH), cold stratification, mechanical scarification and hormonal priming (gibberellic acid) was effective in overcoming embryo and hard seed coat dormancy present in buffalo berry seeds (Shepherdia canadensis L.). A concomitant increase in the seedling vigor index and the number of normal seedlings was observed in the nano-primed germinated seedlings, indicating its superior ability to be established across a range of environmental sites. The improvement in germination rate and resolution of both embryo and seed coat dormancy appears to be associated with the remodeling of several membrane lipids as indicated by the segregation of these molecular species in the same quadrant of the biplot as germination rate (GR) and seedling vigor index (SVI), following redundancy analysis. Phosphatidylcholine (PC) (18:1/18:3), phosphatidylglycerol (PG) (16:1/18:3), phosphatidylethanolamine (PE) (18:3/18:2), and digalactosyldiacylglycerol (DGDG) (18:3/18:3) lipids classes were observed to be highly correlated with increased seed germination percentages and the enhanced seedling vigor observed in this study for the evaluated species. Mechanistically, it appears that carbon nano-primed seeds following stratification is effective in mediating seed dormancy by remodeling the seed membrane lipids {Phosphatidylcholine (PC), phosphatidylglycerol (PG), phosphatidylinositol (PI), phosphatidylserine (PS), phosphatidic acid (PA) and digalactosylglycerol (DG)} in both peatland and upland boreal forest species. These findings suggest that nanopriming (20 μgmL⁻¹ or 40 μgmL⁻¹) may be a useful approach to resolve seed dormancy issues and improve seed germination in non-resource boreal forest species ideally suited for forest reclamation following resource mining.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».