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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- La percepción socioambiental de la vida silvestre
- Diversidad faunística del desierto chihuahuense
- Árboles fuera del bosque recursos forestales en el futuro
- Transmisión y especificidad de muérdagos
- La encrucijada de los insectos en el Antropoceno
- Nuevas especies vegetales, riesgos y alternativas
- La nueva era de los fertilizantes
- El polen y las abejas: una relación más compleja de lo que aparenta
- Fragmentación del hábitat en plantas: un método para estudiarla
- Globalización y biodiversidad: especies exóticas invasoras
- ¿Bichos para la cena?
- Los murciélagos no son los villanos en el drama del Coronavirus
- El águila real y el pastizal
- Importancia de conocer y conservar a los anfibios
- Los escarabajo del estiércol en la mitología humana
- Caminando entre verdes oportunistas
- El reloj de los mamíferos
- Zoológicos: esfuerzos incomprendidos conservando fauna
- Diversidad y madrigueras de roedores
- Colecciones biológicas en Veracruz
- El agua de la Cuenca Alta de la Antigua
- El silencio de la humanidad y la reaparición de la fauna silvestre
- Toritos cavadores del suelo
- ¿De dónde vienen las plantas?
- Biotecnología aplicada en la acuicultura
- Comunicación química planta – bacteria
- Nudibranquios: Criaturas de fantasía
- Innovación tecnológica inspirada en la naturaleza
- La función secreta de las alas en las moscas de la fruta
- La cacerolita de mar
- La vida de los escarabajos entre luz y oscuridad
- Seguridad alimentaria: Nuestras soluciones están en la naturaleza
- Los microRNAs, orquestadores de las respuestas de defensa de las plantas
- Refugios cavernícolas, importantes en la conservación de los murciélagos
- Los perfumes de las bacterias
- La planta madre del jitomate, un aporte ancestral
- Diversidad de haemosporidios en Aves de Isla Socorro
- México, pueblo que come hongos, especies silvestres y cocina nacional
- Información básica y recomendaciones de manejo de mascotas ante el COVID-19
- COVID-19 lejos de mi casa
- Coronavirus confronta escasez de agua
- Los cafetales bajo sombra brindan mucho más que café
- Nuevo estudio muestra la vulnerabilidad de las ciudades mexicanas ante COVID-19, la sobrecarga de sus sistemas públicos de salud y la importancia del distanciamiento social
- El biocontrol en la era del miocrobioma
- ¿Es una buena idea invertir en salud y ciencia?
- Predicción cumplida: otra pandemia
- Mapas: herramientas contra desastres naturales
- Una frontera desconocida: la copa de los árboles
- Solidaridad hídrica frente al COVID-19
- ¿Las cícadas tóxicas, son comestibles?
- ¿Qué es el Microscopio Electrónico de Transmisión?
- Conociendo a los hongos fitopatógenos
- Parásitos: mala fama, seres fascinantes
- Bacterias que nutren
- Calidad e maíces para alimentos tradicionales
- ¿ Se conservan los mamíferos?
- Diversidad filogenética: más allá del número de especies
- Sustrato orgánico para el crecimiento vegetal
- Un virus bioinsecticida para el control del gusano terciopelo de la soya
- Bioluminiscencia, fascinante fenómeno natural
- Compartir espacio para la biodiversidad
- Hallazgos científicos en los nidos de las aves
- Usos del maíz
- Las aves silvestres no son mascotas
- Hijo de lince sale manchado
- La “primavera de playa” invade
- La función de la vegetación ribereña y la calidad de los ríos
- Ría Lagartos: un área protegida única en México y el mundo
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- Secuestro de carbono en los desiertos de México
- Los coyotes y las zorritas no leen en inglés: La historia de dos especies que coexisten en la Reserva de la Biosfera Mapimi
- Evapotranspiración: proceso esencial e invisible
- El correcto desecho de pilas y baterías para reciclar y proteger la salud
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- Distintivo Jardín Botánico
- Redes de interacciones planta-colibrí
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- ¿Para qué más ciencia?
- Alexander von Humboldt: su influencia sobre Charles Darwin
- Buenas vibras: polinización por zumbido
- Microorganismos y gradientes altitudinales: ¿los microbios siguen los principios de Humboldt?
- Humboldt, el gran inspirador
- Hongos ascomicetos y el Programa DELFIN
- ¿A dónde y cómo se mueven los insectos?
- 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
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- Un día para salvar anfibios
- Arboles urbanos con valor alimenticio
- Relaciones planta-animal en la naturaleza
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- Oxalidaceae, una familia de plantas escasamente conocida con gran potencial utilitario.
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- La cría de escarabajos estercoleros en áreas ganaderas de Veracruz, como respuesta al efecto económico de la Ivermectina aplicada al ganado
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- 1er Festival ECOPICS de la Montaña un evento a recordar…
- ¡Científico del pasado vs. Científico del presente!
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- Ciencia ciudadana en México
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- La ganadería y la pérdida de la biodiversidad
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- Ciudades: amenazas y oportunidades para la biodiversidad
- Los azafrancillos mexicanos
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- 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
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- Un lenguaje común entre plantas y bacterias, y su importancia en la producción agrícola
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- El patrimonio biocultural de México; un tesoro de los pueblos indígenas
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- 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
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- La Colección de Hongos (XAL) del INECOL
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- 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
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