Biosíntesis y caracterización de nanopartículas de plata obtenidas mediante extractos de Larrea tridentata y su efecto potencial como antagonistas de fitopatógenos y promotor de crecimiento en plantas

Abstract

La nanotecnología (NT) se define como el diseño, caracterización, producción y aplicación de estructuras, dispositivos y sistemas mediante el control de la forma y el tamaño a nivel de nanoescala, o sea, igual o menor que 100 nm (Albanese et al., 2012). Entre las diversas áreas de aplicación de la NT se encuentra el desarrollo de películas para celdas solares, almacenamiento de energía, nano generadores, la catálisis de combustible, y tratamiento de agua (Gehrke et al., 2017), así como reguladores de crecimiento, promotores de germinación y desarrollo de plantas cultivadas (Méndez-Arguello et al., 2016). El desarrollo de NPs metálicas de plata (NPs de Ag), cobre, óxido de zinc y otras, las cuales tienen un amplio espectro para inhibir el crecimiento de virus, hongos y bacterias fitopatógenas, evidenciando el gran potencial que tienen para producir y formular nuevos e innovadores agentes antimicrobianos comerciales (Yah y Simate et al., 2015). En el contexto de la agricultura moderna sustentable la NT promete aportar soluciones usando nanopartículas (NPs) derivadas de diversos materiales como antimicrobianos (Prasad et al., 2014); las cuales poseen principalmente tres mecanismos de acción: generación de especies reactivas de oxígeno, liberación de iones, y acumulación o penetración de la membrana celular (Alvarado et al., 2014). En el presente trabajo se presenta los resultados obtenidos de la síntesis y caracterización de nanopartículas de plata (NPs de Ag) mediante una tecnología amigable con el medioambiente, utilizando como agente reductor extractos acuosos de Larrea. Tridentata, con el objetivo de ser utilizadas como agro insumos. Se realizaron ensayos de la efectividad de las NPs de Ag biosintetizadas a diferentes concentraciones (0, 50, 100, 250, 500, 700 ppm); como antagonistas de hongos (Fusarium oxysporum y Alternaria Solani) y bacterias fitopatógenos (Clavibacter Michiganensis), además se presenta un estudio para evaluar el efecto de las NPs de Ag en el crecimiento y desarrollo de plantas de tomate (Solanum lycopersicum). Se validó la formación de las NPs de Ag empleando el extracto de Larrea. Tridentata como agente reductor mediante espectroscopia UV-Visible, difracción de rayos X y microscopia electrónica de trasmisión (TEM). Se obtuvieron nanopartículas con una morfología predominantemente esférica con tamaños de diámetro en el intervalo de 5 a 25 nm, y con un tamaño promedio de 9 nm. Las NPs de Ag aplicadas a una concentración de 700 mg L-1 mostraron efecto antifúngico en A. solani, sin embargo, solo inhibió el crecimiento micelial en un 43.32 %. En el caso de F. oxysporum la inhibición del crecimiento fue menos efectiva, ya que solo pudo inhibir el crecimiento del hongo en 25.94 %. Por otra parte, se evidencia el poder antibacterial de las NPs de Ag contra C. michiganensis debido a que a la concentración más baja utilizada (50 mg L-1), se inhibió completamente el crecimiento de la bacteria. La aplicación foliar de las NPs de Ag en plántulas de S. lycopersicum no mostró diferencias significativas en las variables fisiológicas evaluadas con respecto al control. Solo se observó un incremento del índice de clorofila (2%) en el tratamiento a 50 mg L-1. Estos resultados demuestran que las NPs de Ag tienen potencial para ser utilizadas en la formulación de nuevos agroinsumos para el tratamiento y control de enfermedades fúngicas y bacterianas en la aplicación sustentable en cultivos agrícolas. Sin embargo, esto debe ser corroborados bajo condiciones in vivo en plántulas inoculadas con microorganismos para poder ver su efectividad, tanto en condiciones de invernadero y campo abierto antes de hacer las recomendaciones para su uso