Interacción de nanopartículas de silicio y proteínas apoplásticas: un mecanismo hipotetizado para modular el crecimiento y la inmunidad de las plantas
Autores: Miao, Guopeng; Han, Juan; Han, Taotao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Interacción de nanopartículas de silicio y proteínas apoplásticas: un mecanismo hipotetizado para modular el crecimiento y la inmunidad de las plantas
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Nanopartículas de silicio
Agricultura sostenible
Crecimiento de cultivos
Resiliencia de las plantas
Redes de señalización redox
Mecanismos de adaptación al estrés
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 11
Citaciones: Sin citaciones
Las nanopartículas de silicio (SiNPs) han surgido como herramientas multifuncionales en la agricultura sostenible, demostrando una eficacia significativa en la promoción del crecimiento de cultivos y el aumento de la resiliencia de las plantas frente a diversas tensiones bióticas y abióticas. Aunque su capacidad para fortalecer los sistemas de defensa antioxidante y activar respuestas inmunitarias sistémicas está bien documentada, los mecanismos fundamentales que impulsan estos beneficios siguen siendo poco claros. Esta revisión sintetiza la evidencia emergente para proponer un paradigma innovador: las SiNPs remodelan las redes de señalización redox de las plantas y los mecanismos de adaptación al estrés al formar coronas proteicas a través de la adsorción de proteínas apoplásticas. Hipotetizamos que las SiNPs extracelulares pueden elevar los niveles de especies reactivas de oxígeno (ROS) apoplásticas al adsorber e inhibir enzimas antioxidantes, mejorando así la capacidad de amortiguación redox intracelular y activando vías de defensa dependientes del ácido salicílico (SA). Por el contrario, las SiNPs más pequeñas que infiltran compartimentos simpáticos corren el riesgo de daño oxidativo debido a la supresión directa de los sistemas antioxidantes citoplasmáticos. Además, las SiNPs pueden influir indirectamente en la actividad de los transportadores de metales pesados a través de la regulación del estado redox y modular ampliamente las funciones fisiológicas de las plantas a través de redes regulatorias de factores de transcripción. Persisten lagunas críticas de conocimiento respecto a la composición dinámica de las coronas proteicas bajo diversas condiciones ambientales y sus impactos transgeneracionales. Al integrar los mecanismos existentes de las SiNPs, esta revisión proporciona información y estrategias potenciales para desarrollar nuevos agroquímicos y cultivos resistentes al estrés.
Descripción
Las nanopartículas de silicio (SiNPs) han surgido como herramientas multifuncionales en la agricultura sostenible, demostrando una eficacia significativa en la promoción del crecimiento de cultivos y el aumento de la resiliencia de las plantas frente a diversas tensiones bióticas y abióticas. Aunque su capacidad para fortalecer los sistemas de defensa antioxidante y activar respuestas inmunitarias sistémicas está bien documentada, los mecanismos fundamentales que impulsan estos beneficios siguen siendo poco claros. Esta revisión sintetiza la evidencia emergente para proponer un paradigma innovador: las SiNPs remodelan las redes de señalización redox de las plantas y los mecanismos de adaptación al estrés al formar coronas proteicas a través de la adsorción de proteínas apoplásticas. Hipotetizamos que las SiNPs extracelulares pueden elevar los niveles de especies reactivas de oxígeno (ROS) apoplásticas al adsorber e inhibir enzimas antioxidantes, mejorando así la capacidad de amortiguación redox intracelular y activando vías de defensa dependientes del ácido salicílico (SA). Por el contrario, las SiNPs más pequeñas que infiltran compartimentos simpáticos corren el riesgo de daño oxidativo debido a la supresión directa de los sistemas antioxidantes citoplasmáticos. Además, las SiNPs pueden influir indirectamente en la actividad de los transportadores de metales pesados a través de la regulación del estado redox y modular ampliamente las funciones fisiológicas de las plantas a través de redes regulatorias de factores de transcripción. Persisten lagunas críticas de conocimiento respecto a la composición dinámica de las coronas proteicas bajo diversas condiciones ambientales y sus impactos transgeneracionales. Al integrar los mecanismos existentes de las SiNPs, esta revisión proporciona información y estrategias potenciales para desarrollar nuevos agroquímicos y cultivos resistentes al estrés.