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Sergy Samaniego English

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Aumento de la resistencia de Solanum tuberosum a Alternaria solani a través de nanopartículas verdes sintetizadas de óxido férrico
Es el tercer cultivo mundial que enfrenta amenazas de Alternaria solani , un hongo patógeno necrotrófico que causa el tizón temprano. Más allá del impacto en los cultivos, conduce a una reducción sustancial de la producción y pérdidas económicas en todo el mundo.
Solanum tuberosum
Aprovecha tanto las propiedades físicas como químicas a nivel molecular; ofreciendo aplicaciones que van desde la medicina hasta la agricultura; empleando diversas nanopartículas como: selenio, óxido de zinc, dióxido de titanio, óxido de hierro y óxido de silicio.
Nanotecnología
Alternaria solani
Estos nanomateriales facilitan la entrega de agroquímicos y macromoléculas esenciales para el crecimiento de las plantas, mejorando la resistencia al estrés y optimizando las condiciones de los nutrientes
Los macronanofertilizantes, micronanofertilizantes y fertilizantes en nanopartículas, ofrecen soluciones sostenibles para mejorar la eficiencia en el uso de nutrientes, reducir el desperdicio y promover el crecimiento de los cultivos.
El óxido de Hierro son nanopartículas que: exhiben características superparamagnéticas, baja toxicidad, capacidad de absorción de microondas y son versátiles para aplicaciones en tratamiento de aguas residuales, ferrofluidos, catálisis y biosensores.
Síntesis verde de IONP
Tiene un enfoque ecológico que utiliza extractos de plantas ricos en componentes bioactivos como estabilizadores, biorreductores y agentes de protección.
Reducir los desechos y prevenir la degradación ambiental
PREPARACIÓN
Cosecha de las hojas P. guajava.
Se lavo, se seco por tres semanas y se pulverizo.
Pesar 50 gr de hojas pulverizadas y mezclar con 500 ml agua bidestilada esterilizada en matraz Erlenmeyer.
Calentar a 50ºC el matraz durante un mínimo de 30 minutos manteniendo la temperatura.
Cubrir con papel aluminio y llevar a una incubadora a 37ºC por 24horas.
Pasado las 24 horas, el extracto se recuperó y se sometió a filtración.
Síntesis verde de nanopartículas de óxido férrico
La síntesis implicó la reacción del cloruro de hierro (III) hexahidratado (FeCl 3 ·6H 2 O) con el extracto de hoja de guayaba.
Se midió la sal (13,515 g) y se añadió al extracto de la planta, lo que dio como resultado un cambio de color que indica la producción de FNP
Se agita en una placa caliente durante dos horas a 70ºC y 1200 rpm.
Se enfrió y se centrifugó a 10.000 rpm durante 15 min.
El sedimento obtenido se lavó con agua destilada esterilizada y finalmente el sedimento lavado se transfirió a una placa de Petri limpia y esterilizada.
Se sometieron a secado en estufa hasta su total deshidratación. Luego se rasparon los gránulos secos utilizando un bisturí quirúrgico. Las nanopartículas completamente secas se trituraron hasta obtener un polvo fino con un mortero y se recogieron en un plato chino limpio y seco.
El polvo fino obtenido se sometió a calcinación en un horno de mufla eléctrico a 450 °C durante aproximadamente 2 h. A temperatura ambiente las nanopartículas calcinadas se trituraron hasta obtener un polvo fino y se almacenaron en tubos Eppendorf esterilizados
Difracción de rayos X
Espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier
Espectroscopia ultravioleta-visible (UV-vis)
Microscopia electrónico de barrido y espectroscopia de energía dispersiva
Construcción de inóculo de Alternaria solani
Cultivo puro de A.solani
Preparación del inóculo
Evaluación de nanopartículas sintetizadas como nanosuplementación
Ensayo de desprendimiento de hojas
Se empleó la técnica de subcultivo en el flujo de aire laminar controlado. Se manipularon las placas de cultivo, se sembró un asa del cultivo fúngico en placa de agar de dextrosa de patata. Se incubó por 48 a 72horas crecimiento inicial, después se incubaron a 25ºC por 7 días en oscuridad para cultivo fúngico puro.
Se uso una estopilla impecable. La placa de Petri se abrió con cuidado y se vertió agua bidestilada(14ml). Se raspó el micelio y se vertió en la estopilla. La suspensión de comidios resultante se ajusta a una concentración de 106 esporas añadiendo Tween 20 como tensioactivo.
Los experimentos en invernadero se iniciaron en octubre de 2022. Estas macetas contenían suelo fértil y se colocaron en condiciones controladas de invernadero. Estas macetas se dividieron en: Los FNP sintetizados en verde, patata del grupo de control se remojaron en agua
Se seleccionaron cuidadosamente hojas compuestas, cada una con un mínimo de tres folíolos, de plantas de patata de 5 a 8 semanas de edad, con la exclusión de las hojas que mostraban cualquier indicación de enfermedad o infección. Un total de treinta folíolos completamente desarrollados, divididos uniformemente entre los grupos tratados y de control
Ensayo de invernadero
Después de 45 días, tanto las plantas de papa tratadas como las de control fueron inoculadas. Esto implicó aplicar una gota de 10 µL de suspensión de A. solani a la parte media de 15 folíolos elegidos al azar distribuidos estratégicamente en las regiones inferior, media y superior. Después de 10 días, se calculó la gravedad de la enfermedad.
Resultados y discusión
Técnicas de caracterización de nanopartículas de óxido férrico
El espectro FTIR de FNP mostró picos visibles en 877 cm -1 , 1180 cm -1 , 1630 cm -1 , 1833 cm -1 , 2344 cm -1 y 3614 cm -1. Los compuestos polifenólicos y los grupos fenilo son fundamentales en la reducción de iones de hierro a FNP. La vibración estructural OH es responsable del pico a 3614 cm −1
Los FNP sintetizados en verde mostraron un rango de absorbancia máximo de 252 nm. El pico respectivo que mostró máxima absorbancia a 252 nm es un pico característico de las FNP
La imagen SEM obtenida para las FNP verdes sintetizadas a partir del extracto de hojas de guayaba reveló tamaños de partículas que oscilaban entre 29 y 41 nm. La presencia de O sugiere que las partículas de óxido férrico se producen cuando el aire y el agua reaccionan con las FNP resultantes, mientras que la presencia de Fe muestra la aparición de partículas a base de hierro.
Los datos de XRD de las FNP sintetizadas verdes mostraron picos definidos por las características de reflexión de Bragg. La ecuación de Debye-Scherer se utiliza para calcular el tamaño medio de partícula (D) de la nanopartícula en el pico 311. El análisis muestra que las partículas tienen forma esférica y su tamaño oscila entre 72 nm
Ensayo de desprendimiento de hojas
Los resultados del ensayo de desprendimiento de hojas demostraron una respuesta dosis dependiente a la aplicación de FNP con concentraciones más altas, lo que condujo a una reducción significativa tanto en la incidencia como en la gravedad de la enfermedad causada por A. solani
En el ensayo de desprendimiento de hojas se aplicaron varias concentraciones de FNP para investigar su impacto en la incidencia de la enfermedad (DI) y la gravedad de la enfermedad (DS) causada por A. solani .
El hierro es crucial para diversas actividades metabólicas en las plantas y su deficiencia puede impedir el desarrollo de las raíces.
Las nanopartículas de óxido de hierro contribuyen a mejorar el crecimiento y desarrollo de las plantas al dispersarse en diferentes partes de la planta y estimular compuestos que promueven el crecimiento
Estas nanopartículas han demostrado afinidad por contaminantes como el arsénico. La enfermedad del tizón temprano causada por A. solani representa una amenaza para el cultivo del tomate y sus casos severos pueden provocar deterioro en los tallos y raramente en los frutos
El apósito previo a la siembra de tubérculos de papa con nanopreparaciones se considera un enfoque prometedor para aumentar los rendimientos, mejorar la calidad del producto, reducir el uso de herbicidas y proteger contra las plagas.
Conclusión
Este estudio presenta un enfoque ecológico para sintetizar nanopartículas de óxido férrico (FNP) utilizando hojas de Psidium guajava . La síntesis exitosa y los atributos estructurales de las nanopartículas se confirmaron mediante diversas técnicas de caracterización, incluidas FTIR, espectroscopia UV-Vis, SEM, EDS y XRD. Las nanopartículas exhibieron una estructura cristalina fina y demostraron aplicaciones potenciales en la resistencia a enfermedades, en particular reduciendo la gravedad y la incidencia de Alternaria solani en el cultivo de papa.