Spectroscopy Technologies to Screen Peanut Seeds with Superior Vigor Through "Chemical Fingerprinting"

Autor(es)

de Oliveira, Gustavo Roberto Fonseca ; Hirai, Welinton Yoshio ; Ferreira, Dennis Silva ; da Silva, Karolyne Priscila Oliveira Mota ; Silva, Giovani Chaves ; Moraes, Tiago Bueno ; Mastrangelo, Clissia Barboza ; Pereira, Fabiola Manhas Verbi ; Pereira-Filho, Edenir Rodrigues ; da Silva, Edvaldo Aparecido Amaral

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: AGRONOMY-BASEL; v. 14, n. 11, p. 17-pg., 2024-11-01.

Resumo

Peanut seeds are harvested at different development stages (early and late) due to their uneven maturation. At the time of harvest, approximately 30% of the seeds are still immature, meaning they are not completely filled with compounds (e.g., oil and minerals) and exhibit reduced vigor. Hypothetically, these compounds can be detected as a "chemical fingerprinting" to classify seed maturation stages. Here, we investigated whether non-destructive techniques such as benchtop nuclear magnetic resonance (NMR), laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS), and energy-dispersive X-ray fluorescence (ED-XRF) can identify chemical patterns unique to mature seeds with superior vigor. Field-grown seeds were classified into early (R5 and R6) and late (R7, R8, and R9) stages. Seed weight, germination, vigor, H2O2, and MDA (oxidative stress) were analyzed. Oil, potassium (K), and calcium (Ca) were measured digitally using spectroscopy techniques. We found that: (i) oxidative stress and K levels were higher in seeds from the early stages; (ii) seed oil and Ca were proportional to high-vigor seedlings and successful plant establishment in the field; and (iii) the seed chemical composition could be identified autonomously with 87% to 100% accuracy. In conclusion, LIBS, ED-XRF, and NMR technologies can effectively screen peanut seeds with superior vigor through "chemical fingerprinting". (AU)

• Processo FAPESP: 20/14050-3 - Desuniformidade da maturação de sementes de amendoim: abordagem fisiológica, química e transcriptômica
• Beneficiário: Gustavo Roberto Fonseca de Oliveira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 14/50945-4 - INCT 2014: Instituto Nacional de Tecnologias Alternativas para Detecção, Avaliação Toxicológica e Remoção de Micropoluentes e Radioativos
• Beneficiário: Maria Valnice Boldrin
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 19/01102-8 - EMU concedido no processo 2018/18212-8: espectrômetro de fluorescência de Raios-X
• Beneficiário: Fabiola Manhas Verbi Pereira
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários
• Processo FAPESP: 21/10882-7 - Plantas alimentícias não convencionais (PANC): fonte nutricional acessível, funcional e sustentável
• Beneficiário: Fabiola Manhas Verbi Pereira
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 23/00435-9 - Antocianina: um novo biomarcador da qualidade fisiológica de sementes de amendoim?
• Beneficiário: Gustavo Roberto Fonseca de Oliveira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Processo FAPESP: 22/02232-5 - Caracterização não-invasiva de plantas alimentícias não convencionais (PANC) utilizando fluorescência de raios-X por energia dispersiva e quimiometria
• Beneficiário: Leticia da Silva Rodrigues
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 21/07331-9 - Estudos fisiológicos e moleculares durante a aquisição da longevidade em sementes de amendoim (Arachis hypogaea L.)
• Beneficiário: Edvaldo Aparecido Amaral da Silva
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular