Investigadores del Instituto Adolphe Merkle y el Departamento de Biología de la Universidad de Friburgo han descubierto cómo ciertas nanopartículas de sílice podrían actuar como un rastro, degradable y tratamiento altamente eficaz contra algunos patógenos vegetales.

Uno de los mayores desafíos que enfrenta la agricultura hoy en día es el uso extensivo de fertilizantes y pesticidas. Con un número creciente de productos prohibidos o considerados peligrosos para la salud humana y animal, la necesidad de sustitutos es aguda. Un enfoque consiste en estimular la propia respuesta inmunitaria de las plantas a los ataques de patógenos. Ácido silícico que ocurre naturalmente en el suelo, se sabe que provoca tales respuestas en las plantas, y las nanopartículas de sílice amorfa pueden liberar esta sustancia en pequeñas cantidades. Estas nanopartículas, que también están presentes de forma natural en muchos cultivos alimentarios como los cereales, son más comunes de lo que la mayoría de la gente piensa. Forman parte de la sílice de calidad alimentaria (SiO2), también conocido como E551 en etiquetas y embalajes, y utilizado durante décadas en una variedad de productos como la sal de mesa, pastillas o proteínas en polvo para evitar grumos.

Mayor resistencia

Teniendo esto en cuenta, Los investigadores con sede en Friburgo tenían como objetivo crear un nano-agroquímico ambientalmente seguro para la entrega selectiva de ácido silícico y para estimular la defensa de las plantas. Sintetizaron nanopartículas de sílice con propiedades similares a las que se encuentran en las plantas. Para probar su eficiencia, aplicaron las nanopartículas sobre Arabidopsis thaliana (thale berro), un modelo de planta ampliamente utilizado, infectado con la plaga bacteriana Pseudomonas syringae, otro organismo modelo. Los resultados mostraron que sus nanopartículas pueden aumentar la resistencia contra las bacterias de una manera dependiente de la dosis al estimular la hormona de defensa de la planta. ácido salicílico (que también es el ingrediente activo de la aspirina). Los investigadores también investigaron las interacciones de las nanopartículas con las hojas de las plantas. Pudieron demostrar que la absorción y la acción de las nanopartículas se producían exclusivamente a través de los poros de las hojas (estomas) que permiten que las plantas respiren. Las nanopartículas no se distribuyeron más en las plantas, y las partículas se degradan sin dejar rastro en presencia de agua, una consideración importante para la seguridad ambiental y alimentaria. En comparación con el ácido silícico libre, que ya se utiliza en la protección de cultivos, las nanopartículas de sílice causaron menos estrés a las plantas y a otros microorganismos del suelo debido a la lenta liberación del ácido silícico. El estudio, publicado en la revista de mayor rango Nanotecnología de la naturaleza , muestra que las nanopartículas de sílice podrían servir como un altamente eficiente, a salvo, y alternativa sostenible para la protección de las enfermedades de las plantas.

La investigación futura podría extender las investigaciones a un espectro más amplio de patógenos de plantas según los investigadores, como otras bacterias, insectos o virus. Sin embargo, enfatizan que antes de cualquier aplicación amplia de nanopartículas como nano-bioestimulantes y fertilizantes, Se necesita un análisis exhaustivo para evaluar el posible destino a largo plazo de las nanopartículas de sílice en el medio ambiente.