The dual effect of Selenium nanoparticles in rice seedlings: From increasing antioxidant activity to inducing oxidative stress

Autor(es)

Freire, Bruna Moreira ; Lange, Camila Neves ; Cavalcanti, Yasmin Tavares ; Monteiro, Lucilena Rebelo ; Pieretti, Joana Claudio ; Seabra, Amedea Barozzi ; Batista, Bruno Lemos

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: PLANT STRESS; v. 11, p. 8-pg., 2024-01-30.

Resumo

Selenium deficiency has been a worldwide concern because it can pose a risk to human health. Selenium nanoparticles (SeNPs) are in general less toxic and more bioavailable than ionic Se and, therefore, their use for biofortification of food crops has attracted attention. Rice is a staple food consumed by half of the world's population. Indeed, studies on SeNPs' impacts on oxidative stress and antioxidant responses in rice seedlings are scarce. Herein, the effect of different concentrations of SeNPs on growth, antioxidant enzyme activity, reactive oxygen species, and nitric oxide metabolites in rice germinating seeds were investigated. Results revealed a dual effect of SeNPs on seedling growth. At low concentrations (0.5 mg L -1), the nanoparticles did not affect seedling growth, while at higher concentrations root elongation was significantly decreased. Soaking rice seeds with SeNPs at 0.5 mg L - 1 effectively improved the activity of ascorbate peroxidase, catalase, and superoxide dismutase enzymes. However, a decrease in antioxidant enzyme activity was observed with increasing SeNPs concentrations. All treatments decreased S-nitrosothiols and nitrite concentrations compared to the control. Hydrogen peroxide concentrations also decreased for concentrations higher than 5 mg L - 1, compared to the control. Our results suggest a beneficial effect of SeNPs at the optimal concentration of 0.5 mg L - 1 on stimulating antioxidant metabolism and mitigating reactive oxygen species in plant tissues without affecting the physiological parameters. (AU)

• Processo FAPESP: 14/05151-0 - Arsênio e arroz: monitoramento e estudos de (bio)remediação para segurança alimentar
• Beneficiário: Bruno Lemos Batista
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 22/00321-0 - Nanomateriais aliados a doadores de óxido nítrico para aplicações biológicas
• Beneficiário: Amedea Barozzi Seabra
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 16/10060-9 - Equipamento multi-usuário (EMU) concedido no Processo FAPESP 2014/05151-0: espectrômetro de massas com plasma indutivamente acoplado hifenado a um cromatógrafo a líquido de alta eficiência (HPLC-ICP-MS)
• Beneficiário: Bruno Lemos Batista
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários
• Processo FAPESP: 20/00284-2 - Avaliação do uso de nanopartículas de selênio para biofortificação de grãos de arroz
• Beneficiário: Bruna Moreira Freire
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 22/00208-0 - Síntese de complexos nanoestruturados de cobre e prata para substituição de antibióticos promotores de crescimento na produção de suínos e aves
• Beneficiário: Camila Neves Lange
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Processo FAPESP: 20/03646-2 - Impacto das nanoplataformas baseadas em óxido nítrico e quimioterápicos na citotoxicidade e sensibilização de células tumorais resistentes
• Beneficiário: Joana Claudio Pieretti
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 22/04254-6 - Avaliação do uso de spICP-MS para dimensionamento de SeNPs internalizadas por plantas de arroz e localização do Se acumulado por LA-ICP-MS
• Beneficiário: Bruna Moreira Freire
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado