Síntesis Verde de Nanopartículas de Óxido de Hierro (Hematita) y Su Influencia en el Crecimiento Bajo Estrés de Sequía
Autores: Ndou, Nzumbululo; Rakgotho, Tessia; Nkuna, Mulisa; Doumbia, Ibrahima Zan; Mulaudzi, Takalani; Ajayi, Rachel Fanelwa
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Estrés por sequía
Nanopartículas sintetizadas de forma verde
NPs de hematita
Crecimiento del sorgo
Daño oxidativo
Absorción de nutrientes
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
La sequía es un estrés abiótico importante que afecta el crecimiento y la productividad de las plantas, comprometiendo así la seguridad alimentaria. Las plantas utilizan mecanismos fisiológicos y bioquímicos para hacer frente al estrés por sequía, pero a expensas del crecimiento. Las nanopartículas (NPs) sintetizadas de manera ecológica han ganado gran atención en la agricultura debido a su amigabilidad con el medio ambiente y su bajo costo, sirviendo como posibles biofertilizantes. Este estudio investiga el papel de las NPs de hematita (alphaFeO), sintetizadas a partir de rooibos, para mejorar el crecimiento bajo estrés por sequía. Se obtuvieron NPs de hematita (alphaFeO) esféricas, altamente aglomeradas y de aproximadamente 18 nm. Las semillas de sorgo fueron tratadas con 5, 10 y 15 mg/L de NPs de alphaFeO, y, después de siete días de germinación, las plántulas se transfirieron a tierra para macetas, se cultivaron durante catorce días y posteriormente se les privó de agua (WD) durante siete días más. Se observó una reducción en la altura de las plantas (78%), pesos frescos (FW; 35%) y secos (DW; 36%), y contenido de clorofila (chl) ((chl total (81%), chla (135%) y chlb (1827%)) en las plantas WD, lo que se correlacionó con bajos nutrientes (Mg, Si, P y K) y alteraciones en la estructura anatómica (epidermis y tejidos de haces vasculares). Se observó daño oxidativo como manchas azul profundo (O) y marrón (HO) en las hojas de las plantas WD, además de un aumento del 25% y 40% en los marcadores de estrés oxidativo (HO y MDA) y osmólitos (prolina y azúcares solubles totales), respectivamente. El tratamiento de semillas con 10 mg/L de NPs de alphaFeO mejoró la altura de las plantas (70%), FW (56%), DW (34%), chl total (104%), chla (160%) y chlb (1936%), la estructura anatómica y la distribución de nutrientes. El tratamiento con 10 mg/L de NPs de alphaFeO también protegió a las plantas de sorgo del daño oxidativo inducido por la sequía al reducir la formación de ROS y la acumulación de osmólitos, y prevenir la degradación de biomoléculas. El estudio concluye que las NPs de hematita sintetizadas de manera ecológica influyeron positivamente en el crecimiento del sorgo y previnieron el daño oxidativo de biomoléculas al mejorar la absorción de nutrientes y la osmorregulación bajo estrés por sequía.
Descripción
La sequía es un estrés abiótico importante que afecta el crecimiento y la productividad de las plantas, comprometiendo así la seguridad alimentaria. Las plantas utilizan mecanismos fisiológicos y bioquímicos para hacer frente al estrés por sequía, pero a expensas del crecimiento. Las nanopartículas (NPs) sintetizadas de manera ecológica han ganado gran atención en la agricultura debido a su amigabilidad con el medio ambiente y su bajo costo, sirviendo como posibles biofertilizantes. Este estudio investiga el papel de las NPs de hematita (alphaFeO), sintetizadas a partir de rooibos, para mejorar el crecimiento bajo estrés por sequía. Se obtuvieron NPs de hematita (alphaFeO) esféricas, altamente aglomeradas y de aproximadamente 18 nm. Las semillas de sorgo fueron tratadas con 5, 10 y 15 mg/L de NPs de alphaFeO, y, después de siete días de germinación, las plántulas se transfirieron a tierra para macetas, se cultivaron durante catorce días y posteriormente se les privó de agua (WD) durante siete días más. Se observó una reducción en la altura de las plantas (78%), pesos frescos (FW; 35%) y secos (DW; 36%), y contenido de clorofila (chl) ((chl total (81%), chla (135%) y chlb (1827%)) en las plantas WD, lo que se correlacionó con bajos nutrientes (Mg, Si, P y K) y alteraciones en la estructura anatómica (epidermis y tejidos de haces vasculares). Se observó daño oxidativo como manchas azul profundo (O) y marrón (HO) en las hojas de las plantas WD, además de un aumento del 25% y 40% en los marcadores de estrés oxidativo (HO y MDA) y osmólitos (prolina y azúcares solubles totales), respectivamente. El tratamiento de semillas con 10 mg/L de NPs de alphaFeO mejoró la altura de las plantas (70%), FW (56%), DW (34%), chl total (104%), chla (160%) y chlb (1936%), la estructura anatómica y la distribución de nutrientes. El tratamiento con 10 mg/L de NPs de alphaFeO también protegió a las plantas de sorgo del daño oxidativo inducido por la sequía al reducir la formación de ROS y la acumulación de osmólitos, y prevenir la degradación de biomoléculas. El estudio concluye que las NPs de hematita sintetizadas de manera ecológica influyeron positivamente en el crecimiento del sorgo y previnieron el daño oxidativo de biomoléculas al mejorar la absorción de nutrientes y la osmorregulación bajo estrés por sequía.