En qué consiste la producción de nanopartículas de plata por síntesis verde y cuál es su potencial fungicida en fitosanitarios complejos
Un grupo internacional de investigadores de Pakistán, Libia, Arabia Saudita, Egipto, China e Irak informaron en un artículo publicado en la revista Horticulturae 2023 en el portal MDPI sobre una dirección prometedora en la protección compleja de tomates utilizando nanopartículas de plata obtenidas por síntesis verde.
Las nanopartículas de plata son conocidas por su actividad antimicrobiana y tienen aplicaciones en la desinfección del agua, la cicatrización de heridas, el envasado de alimentos y la protección de plantas. La síntesis verde de nanopartículas es un área más avanzada de la nanotecnología. El uso de plantas para sintetizar nanopartículas es un proceso simple, de un solo paso, no patógeno, rentable, no tóxico y sostenible porque utiliza recursos renovables y es respetuoso con el medio ambiente. Varias plantas como neem, moringa, ciruela de Java, higo, romero se utilizan en la síntesis de nanopartículas de plata.
La nanotecnología es un campo de la ciencia y la ingeniería que se ocupa del estudio, diseño, creación, manipulación y uso de materiales y dispositivos a nanoescala.
Un nanómetro es la mil millonésima parte de un metro, lo que significa que la nanotecnología se ocupa de materiales y dispositivos que suelen tener entre 1 y 100 nanómetros de tamaño. Debido a su tamaño más pequeño, las nanopartículas tienen una mayor relación superficie/volumen, lo que las hace más eficientes con otras propiedades además de su material a granel.
El uso de nanomateriales, principalmente biológicos, depende de los métodos de su síntesis.
Las nanopartículas generalmente se sintetizan utilizando varios enfoques físicos o químicos. Sin embargo, los procesos físicos generalmente están asociados con el mantenimiento de altas temperaturas y presiones y requieren más energía, incluidos los peligrosos sintéticos en el proceso.
Por lo tanto, ahora hay más énfasis en la síntesis verde basada en materiales naturales como las plantas, evitando los productos químicos nocivos y las altas temperaturas.
Los métodos de síntesis verde permiten la síntesis de nanopartículas biocompatibles y biodegradables, lo que las hace adecuadas para aplicaciones agrícolas. Las plantas producen biomoléculas como carbohidratos, proteínas, polifenoles y coenzimas que pueden reducir la plata a nanopartículas de plata.
Las nanopartículas de plata se consideran las más prometedoras de todas las nanopartículas metálicas para aplicaciones de protección de plantas debido a sus propiedades únicas, actividad física y química, incluidas propiedades antimicrobianas y antisépticas incluso en concentraciones más bajas.
Las nanopartículas de plata liberan iones de plata, destruyendo la membrana celular e inhibiendo el crecimiento de bacterias, hongos y virus. El pequeño tamaño de las nanopartículas de plata proporciona una alta relación área superficial/volumen y libera más iones de plata para contrarrestar la actividad patógena.
Muchos investigadores informan sobre el potencial antimicrobiano de las nanopartículas de plata contra varios patógenos, incluidos Alternaria , Corynespora y Fusarium spp . El género Alternaria Nees es un extenso grupo de hongos, entre los cuales la especie Alternaria solani es peligrosa para tomates y papas .
Alternaria solani coloniza las hojas, tallos y frutos de las plantas pertenecientes a la familia de las solanáceas , provocando pérdidas de rendimiento de hasta el 78%. La variabilidad genética de A. solani da como resultado diferencias morfológicas, fisiológicas y patogénicas entre aislados.
Se han introducido muchos métodos, como la rotación de cultivos, las variedades resistentes, el saneamiento y los fungicidas sintéticos para controlar la Alternaria, y el tratamiento con nanopartículas de plata se está considerando como una alternativa biológica.
En este estudio, se sintetizaron nanopartículas de plata utilizando un extracto de hoja de planta de neem preparado con agua destilada. Las hojas secas de neem se molieron con un molino eléctrico para producir un material en polvo fino. Se añadieron diez gramos de material en polvo a 100 ml de agua destilada, se hirvió durante 30 minutos, se enfrió a temperatura ambiente y se filtró. Luego se hicieron reaccionar 20 ml del extracto de la planta con 10 ml de solución de nitrato de plata 1 mM y se incubó durante 3 horas a 70°C. La producción de la síntesis se confirmó observando el cambio de color de la solución. Luego, las soluciones resultantes se sometieron a espectroscopia UV-visible en el rango de longitud de onda de 300 a 800 nm. Cada solución se llevó a un tubo Eppendorf y se centrifugó. El precipitado se volvió a centrifugar después de disolverlo en agua destilada. El ciclo de centrifugación se repitió varias veces hasta obtener partículas purificadas. Las nanopartículas de plata sintetizadas se almacenaron a 4 °C para estudiar sus rasgos característicos y aplicarlos a los aislados Alternaria solani .
El potencial de las nanopartículas de plata con respecto a cada aislado se determinó utilizando diferentes concentraciones de nanopartículas de plata.
En experimentos in vitro e in vivo, el grado de inhibición del crecimiento de patógenos fue del 70 al 100 % a 50 ppm.
Las concentraciones más bajas de nanopartículas de plata (5 y 10 ppm) aumentaron la producción de fenoles, PO, PPO y PAL en más del 50 % en comparación con el control sin tratar. Estos mecanismos de defensa demuestran claramente el potencial fungicida de las partículas de plata de síntesis verde y su inclusión en las recomendaciones de los programas de protección vegetal, enfatizaron los autores del estudio.
Basado en un artículo de un grupo de autores (Madiha Ansari, Shakeel Ahmed, Muhammad Tajammal Khan, Najwa A. Hamad, Haissam M. Ali, Asim Abbasi, Iqra Mubin, Anum Intisar, Mohamed E. Hasan, Ihsan K. Jasim), publicado en el portal www.mdpi.com.
