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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- Porqué son importantes los escarabajos
- Las bacterias que ayudan a las plantas a crecer
- Los arbolistas o el arte de cuidar los árboles urbanos
- Lo que no ves debajo de tus pies
- La dinámica de las áreas de distribución
- Las increíbles "Piedras-Hongo"
- La bandera española o los cinco negritos
- La importancia de las plagas de colmenas
- Metalotioneínas, proteínas importantes para su aprovechamiento en la ecología
- Néctar, elixir de los dioses (colibríes)
- Activando fungicidas naturales usando luz sola
- ¿De qué estás hecho?
- Vuelos nocturnos: la historia de los murciélagos migratorios
- ¿Y dónde están los montículos?
- El Ranazutra y algunas técnicas de ligue en anfibios
- Pongamos de moda los océanos
- Cumarinas: metabolitos secundarios de amplia actividad en plantas
- Beneficios de los humedales flotantes
- Akumal Monkey Sanctuary & Rescued Animals y el INECOL: una alianza en favor de la conservación de los primates
- Agricultura orgánica moderna: el manejo de plagas en frutales
- El sistema inmune: una estrategia de defensa en los seres vivos
- Suelos ribereños y su importancia para el bien común
- John William Laundré
- La fantástica historia del agar
- Los apellidos en la ciencia ¿Qué es un taxón?
- Dudas de identidad de cícadas
- En busca de la perfección: simetría en la naturaleza
- Drosophila melanogaster: la mosca del vinagre
- Aves, señales acústicas y paisajes sonoros
- Los centros de origen de las plantas cultivadas
- Conteo navideño de aves: 120 años de tradición pajarera
- Mujeres de milpa con respaldo de PRONACES – CONACYT
- Refaunar el bosque de niebla
- Conocimiento tradicional y manejo de abejas
- Biocomunicación: cómo se comunican los organismos en la naturaleza
- Fauna, calendarios y relojes
- ¿Podemos restaurar los ecosistemas y paisajes?
- Gérridos: insectos patinadores del agua
- Algunos usos de Pycnoporus sanguineus
- Restos de una vida sorprendente
- Celacanto: volviendo de la extinción
- Los anfibios: animales con cualidades sorprendentes y útiles para la humanidad
- Biodiversidad en montañas: hormigas del cofre de Perote
- Corredores ribereños que conservan la biodiversidad
- ¿Cómo vive el venado bura en el desierto?
- Plantas vs. fitopatógenos
- Turismo de naturaleza en reservas naturales
- Los manglares del Estero Jácome, un sitio Ramsar que tenemos que conservar
- Humedales de Xalapa: tesoro desconocido
- Los colibríes se van ‘pal norte’
- La carrera por una vacuna esperanzadora
- Las algas y su importancia como indicadoras ecológicas en lagos volcánicos tropicales
- La vida en la costa: entendiendo a la naturaleza para protegernos
- Los amantes de la arena
- La garza ganadera y su historia en América
- Una nueva mirada a la hibridación en árboles de copal
- Dioon edule Lindl. en Monte Oscuro, Veracruz
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- Libélulas: insectos primitivos que han subsistido exitosamente hasta nuestros días
- Las milpas y los árboles
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- La producción de inóculo para el cultivo de hongos comestibles en México
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- Botrytis en bayas
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- Complementariedad de agentes de control biológico: el caso de las moscas de la fruta
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- La química como herramienta para el control de plagas
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- ¿Reforestar o restaurar ecosistemas?
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- Arrecifes coralinos
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- La percepción socioambiental de la vida silvestre
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- La nueva era de los fertilizantes
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- Globalización y biodiversidad: especies exóticas invasoras
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- Los murciélagos no son los villanos en el drama del Coronavirus
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