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Científicos del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona y el Centro de Investigación en Agrigenómica han desarrollado un parche que evita la contaminación de las heridas vegetales y facilita su cicatrización. Está fabricado con celulosa bacteriana y nanopartículas de plata.
Las plantas, al igual que los humanos, también pueden sufrir heridas. Estas heridas pueden ser causadas por diversos agentes, como el mal tiempo, los depredadores (herbívoros, insectos) o los humanos (poda, injerto). Representan una apertura de las capas protectoras externas de las plantas, que permiten el acceso a muchos patógenos microbianos que pueden causar enfermedades graves, provocando pérdidas dramáticas de cultivos para los agricultores.
Ahora, los equipos liderados por las investigadoras Anna Laromaine en el Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC) y Nuria Sánchez Coll en el Centro de Investigación en Agrigenómica (CRAG) han desarrollado un material para evitar la contaminación y acelerar la cicatrización de estas heridas vegetales. Esta solución se basa en el uso de un parche basado en un nanocompuesto hecho de celulosa bacteriana y nanopartículas de plata.
La celulosa bacteriana es un material que permite curar heridas de manera muy eficiente. Actualmente se utiliza en medicina gracias a su alta biocompatibilidad. Una ventaja de este biopolímero es que su estructura molecular es similar a la celulosa vegetal, uno de los componentes estructurales principales de las plantas. Además, gracias a su alta capacidad de retención de agua, adquiere una consistencia similar a un hidrogel, aumentando su adhesión a las hojas de la planta. Las propiedades curativas de la celulosa bacteriana ya han sido patentadas con anterioridad.
Actualmente, la eficacia y la eficiencia de los pesticidas utilizados para combatir las infecciones de los cultivos aún se enfrentan a muchos retos. Con el objetivo de mejorarlos, el equipo ICMAB-CRAG ha anclado las nanopartículas de plata, con propiedades antipatogénicas, a la estructura de la celulosa bacteriana. El vendaje híbrido desarrollado por Laromaine y Sánchez Coll evita el desprendimiento de las nanopartículas de la celulosa bacteriana, ofreciendo una liberación lenta y un efectivo uso de los efectos de los pesticidas.
"Nuestros vendajes híbridos seguramente son más seguros para el medio ambiente que los pesticidas usados actualmente basados en dispersiones líquidas de compuestos de plata o nanopartículas", explica Anna Laromaine, investigadora del ICMAB-CSIC.
"Aunque el precio de estos materiales no es todavía comparable a los productos que se utilizan actualmente, podrían encontrar un nicho de mercado en aplicaciones de alto valor adquirido", comenta Nuria Sanchez Coll, científica del CRAG.
El equipo ha demostrado las propiedades antibacterianas y antifúngicas de estos parches híbridos en ensayos in vitro contra la bacteria Escherichia coli y contra dos patógenos agroeconómicamente relevantes: la bacteria Pseudomonas syringae y el hongo Botrytis cinerea. Además, se ha demostrado la inhibición de la infección in vivo en dos plantas diferentes (hojas de Nicotiana benthamiana y hojas de la planta del tomate).
El estudio se ha publicado en la revista ACS Biomaterials S&C en el marco del proyecto europeo Plant Healing. El objetivo es ofrecer un nuevo material para implementarlo en los protocolos de injerto actuales, sin tiempo extra ni esfuerzo, mejorando de forma significativa la eficiencia del injerto.
Referencia bibliográfica:
Alejandro Alonso-Díaz, Jordi Floriach-Clark, Judit Fuentes, Montserrat Capellades, Núria S. Coll, Anna Laromaine. "Enhancing Localized Pesticide Action through Plant Foliage by Silver-Cellulose Hybrid Patches". ACS Biomater. Sci. Eng., 2019, 5 (2), pp 413–419. DOI: 10.1021/acsbiomaterials.8b01171
Plant Healing es un proyecto “LLavor” otorgado por los Fondos Europeos de Desarrollo Regional (FEDER) y el Departamento de Empresa y Conocimiento de la Generalidad de Cataluña (PLANT HEALING 2016 LLAVOR 00052). Según sus integrantes, este proyecto supondrá un avance en el campo agrícola, mediante el desarrollo de un nuevo material nanocompuesto con nanopartículas de plata ancladas a la nanocelulosa bacteriana. El estudio está financiado por el proyecto de Excelencia Severo Ochoa del ICMAB-CSIC y del CRAG y por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades.
Científicos de la Universidad del País Vasco y de la Estación Biológica de Doñana han estudiado un grupo de murciélagos de cueva (Miniopterus schreibersii) en la Sierra de San Cristóbal, ubicada en el Puerto de Santa María, en Cádiz. Esta colonia llega a eliminar unas 60.000 polillas de procesionaria cada noche durante buena parte de los meses de agosto y septiembre.
Científicos del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas han descrito cómo se produce un precursor común necesario para el crecimiento y la defensa de estas plantas. Este hallazgo abre el camino para controlar la producción de este compuesto.
