Nanopartículas: una alternativa contra hongos fitopatógenos
Luis A. Hermida-Montero y Nicolaza Pariona Mendoza
Las enfermedades fitopatógenas (enfermedades de las plantas) causan pérdidas económicas en el sector agrícola. Estas enfermedades son causadas por hongos, bacterias, virus, protozoarios y nemátodos. Por ejemplo, algunas especies de hongos del género Fusarium (tales como F. oxysporum, F. solani, F. graminearum, etc.) causan marchitamiento vascular, putrefacción de las raíces, caída de las hojas y reducción del fruto.
Entre los cultivos más susceptibles a ser afectados por estos hongos se incluye el tomate, algodón, cebada, plátano, mango, papa y col. Las bacterias del género Erwinia afectan principalmente hojas, tallos, flores y frutos de diversos cultivos, tales como: zanahorias, peras, aguacate, papaya y tomate. Entre los virus, el virus del mosaico de tabaco, a pesar de su nombre, también es capaz de afectar diferentes plantas como tomates, orquídeas, y pepinos. Para el control de estas enfermedades se utilizan pesticidas, tales como: propiconazol, triazoles, benzimidazoles, estreptomicina, oxitetraciclina, etc. El uso de los pesticidas causa estragos en el sector agrícola, debido a que los microbios desarrollan resistencia. Además, los pesticidas contaminan el medio ambiente. Por esto, es de vital importancia desarrollar métodos alternos para el control de enfermedades de plantas.
Las nanopartículas son materiales con tamaños desde 1 a 100 nm, donde un nm es una mil millonésima parte de un metro (10−9 m). Estas diminutas partículas pueden potenciar las propiedades que presentan los materiales de mayor escala. Por ello, en los últimos años se ha incrementado el interés de la aplicación de nanopartículas con propiedades antimicrobianas en la agricultura. Ya que los óxidos de zinc y cobre son antimicrobianos per se; se ha demostrado que las nanopartículas de óxido de zinc y cobre potencian su efectividad contra varias especies de hongos y bacterias fitopatógenas. Aunado a esto, se ha demostrado que estas nanopartículas afectan positivamente el crecimiento de las plantas. Por ello, la aplicación de estas nanopartículas representa una alternativa al uso de los pesticidas.
La acción antimicrobiana de las nanopartículas está vinculada principalmente al estrés oxidativo inducido por la generación de especies reactivas de oxígeno (ROS; por sus siglas en ingles), tales como radicales libres. En la Fig. 1 se esquematiza la actividad antimicrobiana de las nanopartículas, estas al entrar en contacto con el microorganismo, desestabiliza la pared y membrana celular con un cambio en su permeabilidad, facilitando la entrada de las nanopartículas a la célula. Una vez dentro de las células, las nanopartículas actúan como un “caballo de Troya” liberando iones metálicos (Cu+ para cobre y Zn+ para zinc). Tanto las nanopartículas como los iones inducen toxicidad y estrés oxidativo. En consecuencia, degrada varios compuestos y estructuras vitales para la supervivencia de los microorganismos; como la inactivación de proteínas, daño a enzimas y daño al material genético como el ADN. Cabe destacar que dicho mecanismo dificulta la generación de una resistencia antimicrobiana a corto plazo, ya que ataca a diferentes partes de la célula.
Las propiedades antimicrobianas de las nanopartículas dependen principalmente de la composición química, tamaño y forma de partícula. En este sentido es importante el diseño de las nanopartículas para producirlas. Así mismo, otros factores que influyen en la efectividad antimicrobiana es la concentración de las nanopartículas y la cepa de microorganismo. Por ello, en nuestro grupo de trabajo se desarrollan métodos de obtención de nanopartículas de óxido de zinc (Fig. 1a) y óxido de cobre (Fig. 1b) para su potencial uso en el control de enfermedades fitopatógenas. Por ejemplo, entre los resultados a nivel laboratorio, se observaron que las nanopartículas de cobre tienen mayor actividad antifúngica contra Fusarium oxysporum, que las de óxido de zinc (Fig. 3). Por lo tanto, las nanopartículas de cobre podrían ser una alternativa para el control de enfermedades fitopatógenas
Pies de figuras
Fig. 1. Imágenes de Microscopía Electrónica de Transmisión (MET) de nanopartículas de a) ZnO y b) Cu. (Foto: Francisco Paraguay-Delgado. CIMAV)
Fig. 2. Representación esquemática del mecanismo de actividad antimicrobiana de las nanopartículas de cobre y óxido de zinc. (Imagen; Luis A. Hermida-Montero y Nicolaza Pariona)
Fig. 3. Crecimiento de Fusarium oxysporum en agar papa dextrosa en ausencia de nanopartículas (a), y presencia de nanopartículas de ZnO (b) y Cu (c). (Foto: Luis A. Hermida-Montero)
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- Dengue: recomendaciones para el público en general
- Energía del océano como alternativa
- Abejas: joyas de nuestros bosques
- Vegetación, Humboldt y gradiente altitudinal
- Islas Marías y los muros de agua
- Conociendo los acantocéfalos en México
- Gatos ferales
- Oportunidades de investigación en torno al cultivo de frutos suaves en México
- Escarabajos: Los buenos somos más
- Día Nacional de los Jardines Botánicos 2019
- Limpiando agua en humedales con flores
- Aire no contaminado con biorefinerías
- Biodiversidad y seguridad alimentaria
- Incendios Forestales: una amenaza constante
- Un día para salvar anfibios
- Arboles urbanos con valor alimenticio
- Relaciones planta-animal en la naturaleza
- Las colecciones biológicas, tesoros que debemos conservar
- Oxalidaceae, una familia de plantas escasamente conocida con gran potencial utilitario.
- Encuentran migas de pan de 14,400 años en Jordania
- ¿Será posible recuperar especies animales?: el caso del Santuario del Bosque de Niebla en Xalapa
- El mono y el cacao: una relación íntima que genera frutos para la conservación
- ¿Porque conservar la biodiversidad?
- La cría de escarabajos estercoleros en áreas ganaderas de Veracruz, como respuesta al efecto económico de la Ivermectina aplicada al ganado
- Primates mexicanos: voceros de las selvas e inspiración comunitaria para su conservación
- Un lobo en el cuerpo de un ratón
- La ciencia y la divulgación
- La riqueza, diversidad y endemismo de las gramíneas en México
- Los compuestos organoclorados en la fauna de Xalapa y zonas cercanas
- 1er Festival ECOPICS de la Montaña un evento a recordar…
- ¡Científico del pasado vs. Científico del presente!
- Los escarabajos escolotinos
- Ciencia ciudadana en México
- La flor de nochebuena
- La colección de plantas carnívoras mexicanas del género Pinguicula
- El potencial del microbioma en la biotecnología
- El ciclo del carbono en las zonas áridas mexicanas
- Las hormigas arrieras… ¿comen hojas?
- La ganadería y la pérdida de la biodiversidad
- Persistencia de fauna silvestre en paisajes modificados de Veracruz
- Moscas inductoras de tumoraciones en plantas
- Ciudades: amenazas y oportunidades para la biodiversidad
- Los azafrancillos mexicanos
- Programar para preservar
- Percepcion y conservación de los bosques aledaños a la ciudad de Xalapa
- INECOL y Ganadería Sustentable de Veracruz
- Firma de convenio EER-INECOL con CANACINTRA
- Vida silvestre
- Paquetes de sustrato activado para la producción de hongos comestibles y medicinales
- Un lenguaje común entre plantas y bacterias, y su importancia en la producción agrícola
- Los hongos microscópicos saprobios. Un valioso recurso pobremente conocido en México
- Un nuevo patrimonio mundial el Valle de Tehuacán - Cuicatlán: hábitat originario de Mesoamérica
- Encinares tropicales y hongos, fuente de servicios y productos naturales de origen ancestral que requieren protección
- Los escarabajos del agua
- Amorcito con sazón
- La superficie de las hojas
- El patrimonio biocultural de México; un tesoro de los pueblos indígenas
- Del INECOL hacia la libertad
- Bacterias del cuerpo: la lucha entre el bien y el mal
- La paradoja muérdago
- Lobos en el INECOL
- La vaquita marina
- Los bosques tropicales secos y su contribución al bienestar humano
- Salamandra enana de la Sierra Madre Oriental, chiquita pero curiosa
- Una familia de abolengo
- Los hongos comestibles, fuente de antioxidantes de beneficio a la salud
- Helechos en la ciudad
- Restaurar bosques para conservar la fauna: el caso de los anfibios
- Algunas consideraciones sobre la Evolución
- 100 años de conservar la Biodiversidad Mexicana
- Bases de datos en plantas
- La pitaya: un fruto que puede cultivarse sin eliminar la vegetación
- Jardin de mariposas
- Investigando nuevos métodos para controlar los zancudos en el estado de Veracruz
- Utricularia; una de las especies favoritas del naturalista Charles Darwin
- La Colección de Hongos (XAL) del INECOL
- La vida en mí, conociendo a mis huéspedes eternos
- Microscopía electrónica de barrido y microanálisis de elementos del Clúster Científico y Tecnológico BioMimic®
- Escarabajos fruteros en México
- Parque Nacional Revillagigedo: un legado de conservación a posteridad
- Tigmotropismo y sensualidad
- Innovadores humedales flotantes: plantas y bacterias aliados en el mejoramientos de la caliddad del agua
- Hongos Ascomicetos: pequeños gigantes de las áreas verdes urbanas y periurbanas de Xalapa
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