Respuesta fisiológicas y bioquímicas por la exposición a nanopartículas de óxido de zinc y plata en la germinación de Cucumis sativus L.

Abstract

"En el presente estudio se evaluaron los efectos de las nanopartículas de óxido de zinc (NPsZnO) y nanopartículas de plata (NPsAg) en la fisiología de semillas de Cucumis sativus L., las cuales se trataron por separado con suspensiones de nanopartículas a diferentes concentraciones (0, 50, 100 y 200 mg L-1). El tamaño de partícula promedio fue de 25 nm para las NPsZnO y de 9 nm para las NPsAg. Los resultados obtenidos, mostraron que el tratamiento con NPsZnO incrementó 5.2 veces más el porcentaje de germinación (100 ± 0 %G) y 6.4 veces (77.6 ± 3.25 %G) el porcentaje de vigor a la concentración de 100 mg L-1 y 50 mg L-1, comparado con el control (94.8 ± 3.56 % G, 71.2 ± 2.33 % VG), mientras que a 200 mg L-1 disminuyó el porcentaje de germinación 14 veces (80.6 ± 3 %G) comparado con el control (94.8 ± 3.56 %G), lo cual indica efecto tóxico en las plántulas debido al incremento en el contenido de prolina en vástago y raíz (39.98 ± 1.07 mg·g-1; 20.37 ± 0.72 mg·g-1) y una disminución del 1.88 % en el contenido de clorofila total. Además de inducir la capacidad enzimática antioxidante mediante el incremento de la actividad de CAT, APX y POD. El tratamiento de NPsAg, a 100 mg L-1 se obtuvo el mejor porcentaje de vigor de germinación al incrementar 7.2 % (85.60 ± 2.04 %VG) con respecto del control (78.40 ± 2.04 %VG), debido al aumento de la longitud de la raíz y del vástago 13 y 5 veces respectivamente (17.14 ± 0.34 cm; 7.21 ± 0.1 cm) con respecto del control (4.67 ± 0.24cm; 5.42 ± 0.21 cm). Además de incrementar el contenido de clorofila 3.53 veces (5.36 ± 0.51 mg·g-1). Sin embargo, presento un comportamiento similar a las NPsZnO a 200 mg L-1 al disminuir el porcentaje germinación y vigor de germinación aproximadamente 6 veces (94 ± 2.52 %G; 83.20 ± 2.33%VG) comparado con el control (100 %G; 78.40 ± 2.04%VG), posiblemente a causa de un efecto de toxicidad ya que se incrementó la cantidad en prolina tanto en vástago (29.85 ± 0.61 mg·g-1) como en la parte radicular (22.71 ± 0.7 mg·g-1), 1.18 y 1.77 veces mayor respectivamente, al mismo tiempo que el contenido de clorofila total disminuyó 2.55 veces (3.06 ± 0.49 mg g-1) con respecto al mejor tratamiento de 100 mg L-1 (5.61 ± 0.68 mg g-1), sin alcanzar los valores del control (1.83 ± 0.07 mg g-1). Esta respuesta fue acompañada de la activación enzimática antioxidante de la CAT y APX e inhibición de la actividad de POD. Los resultados de nuestro estudio demuestren que los mecanismos de defensa de se activaron mediante la adición de diferentes concentraciones de nanopartículas, pero por encima de 100 mg L-1 estas tienen efectos fitotóxicos al ser adicionadas a las semillas de Cucumis sativus. L"