El endofítico KL19 y sus SeNPs derivados mitigan los daños asociados al estrés por Cd en L
Autores: Wu, Yingxia; Huang, Shiru; Tian, Wei; Yang, Shengyu; Shen, Wenshu; Dong, Jinyan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
El endofítico KL19 y sus SeNPs derivados mitigan los daños asociados al estrés por Cd en L
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Nanotecnología
Agricultura
Hongo endofítico
SeNPs
Estrés por Cd
Crecimiento de plantas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
La aplicación de la nanotecnología en la agricultura ha recibido mucha atención para mejorar el rendimiento de los cultivos, la calidad y la seguridad alimentaria. En el presente estudio, se reportó por primera vez un hongo endofítico tolerante al Cd, KL19, que produce SeNPs, y se optimizaron las condiciones de producción utilizando el diseño Box-Behnken en la Metodología de Superficie de Respuesta (RSM-BBD), logrando un rendimiento máximo de 1.06 mM bajo condiciones óptimas de 2.62 g/20 mL de biomasa, 4.56 mM de NaSeO y pH 6.25. A continuación, se elucidaron las propiedades de los SeNPs biogénicos utilizando TEM, DLS y FTIR, en las que los SeNPs esféricos de 144.8 nm fueron estabilizados por diferentes grupos funcionales con un potencial zeta negativo de -18.3 mV. Además, la cepa KL19 y los SeNPs (0, 5, 10, 20 y 50 mg/L) se inocularon en la zona radicular de plántulas de espinaca de hoja pequeña (L.) cultivadas en suelo con 33.74 mg/kg de Cd bajo condiciones controladas durante siete semanas. Impresionantemente, en comparación con el estrés por Cd solo, los tratamientos con la cepa KL19 y 5 mg/L de SeNPs mostraron significativamente (< 0.05) una reducción en los contenidos de Cd (0.62 y 0.50 veces) en las partes aéreas de las plantas de espinaca y promovieron el crecimiento de las plantas al mejorar el conteo de hojas (0.92 y 1.36 veces), el peso fresco (2.94 y 3.46 veces), el peso seco de las raíces (4.00 y 5.60 veces) y la longitud de las raíces (0.14 y 0.51 veces), aumentando la síntesis total de clorofila (0.38 y 0.45 veces), mejorando las actividades de las enzimas antioxidantes (SOD, POD) y reduciendo los contenidos de especies reactivas de oxígeno (MDA, HO) en la espinaca de hoja pequeña bajo estrés por Cd. En general, este estudio reveló que la utilización de hongos endofíticos o sus SeNPs derivados podría mitigar la generación de especies reactivas de oxígeno al aumentar la actividad de las enzimas antioxidantes, así como disminuir la absorción y acumulación de Cd en la espinaca de hoja pequeña, promoviendo el crecimiento de las plantas bajo estrés por Cd.
Descripción
La aplicación de la nanotecnología en la agricultura ha recibido mucha atención para mejorar el rendimiento de los cultivos, la calidad y la seguridad alimentaria. En el presente estudio, se reportó por primera vez un hongo endofítico tolerante al Cd, KL19, que produce SeNPs, y se optimizaron las condiciones de producción utilizando el diseño Box-Behnken en la Metodología de Superficie de Respuesta (RSM-BBD), logrando un rendimiento máximo de 1.06 mM bajo condiciones óptimas de 2.62 g/20 mL de biomasa, 4.56 mM de NaSeO y pH 6.25. A continuación, se elucidaron las propiedades de los SeNPs biogénicos utilizando TEM, DLS y FTIR, en las que los SeNPs esféricos de 144.8 nm fueron estabilizados por diferentes grupos funcionales con un potencial zeta negativo de -18.3 mV. Además, la cepa KL19 y los SeNPs (0, 5, 10, 20 y 50 mg/L) se inocularon en la zona radicular de plántulas de espinaca de hoja pequeña (L.) cultivadas en suelo con 33.74 mg/kg de Cd bajo condiciones controladas durante siete semanas. Impresionantemente, en comparación con el estrés por Cd solo, los tratamientos con la cepa KL19 y 5 mg/L de SeNPs mostraron significativamente (< 0.05) una reducción en los contenidos de Cd (0.62 y 0.50 veces) en las partes aéreas de las plantas de espinaca y promovieron el crecimiento de las plantas al mejorar el conteo de hojas (0.92 y 1.36 veces), el peso fresco (2.94 y 3.46 veces), el peso seco de las raíces (4.00 y 5.60 veces) y la longitud de las raíces (0.14 y 0.51 veces), aumentando la síntesis total de clorofila (0.38 y 0.45 veces), mejorando las actividades de las enzimas antioxidantes (SOD, POD) y reduciendo los contenidos de especies reactivas de oxígeno (MDA, HO) en la espinaca de hoja pequeña bajo estrés por Cd. En general, este estudio reveló que la utilización de hongos endofíticos o sus SeNPs derivados podría mitigar la generación de especies reactivas de oxígeno al aumentar la actividad de las enzimas antioxidantes, así como disminuir la absorción y acumulación de Cd en la espinaca de hoja pequeña, promoviendo el crecimiento de las plantas bajo estrés por Cd.