I ricercatori dell'Istituto Adolphe Merkle e del Dipartimento di Biologia dell'Università di Friburgo hanno scoperto come alcune nanoparticelle di silice potrebbero agire come particelle senza tracce, degradabile, e un trattamento altamente efficace contro alcuni patogeni delle piante.

Una delle maggiori sfide che l'agricoltura deve affrontare oggi è l'uso estensivo di fertilizzanti e pesticidi. Con un numero crescente di prodotti vietati o considerati pericolosi per la salute umana e animale, la necessità di sostituti è acuta. Un approccio è quello di stimolare la risposta immunitaria delle piante agli attacchi dei patogeni. acido silicico, che si trova naturalmente nel suolo, è noto per provocare tali risposte nelle piante, e le nanoparticelle di silice amorfa possono rilasciare questa sostanza in piccole quantità. Queste nanoparticelle, che sono naturalmente presenti anche in molte colture alimentari come i cereali, sono più comuni di quanto la maggior parte delle persone pensi. Fanno parte della silice alimentare (SiO2), altrimenti noto come E551 su etichette e imballaggi, e utilizzato da decenni in una varietà di prodotti come il sale da cucina, pillole, o proteine ​​in polvere per evitare la formazione di grumi.

Maggiore resistenza

Con questo in testa, i ricercatori con sede a Friburgo miravano a creare un nano-agrochimico sicuro per l'ambiente per la somministrazione mirata di acido silicico e per stimolare la difesa delle piante. Hanno sintetizzato nanoparticelle di silice con proprietà simili a quelle che si trovano nelle piante. Per testare la loro efficienza, hanno applicato le nanoparticelle su Arabidopsis thaliana (crescione), un modello di impianto ampiamente utilizzato, infettato dal parassita batterico Pseudomonas syringae, un altro organismo modello. I risultati hanno mostrato che le loro nanoparticelle possono aumentare la resistenza contro i batteri in modo dose-dipendente stimolando l'ormone di difesa della pianta, acido salicilico (che è anche il principio attivo dell'aspirina). I ricercatori hanno anche studiato le interazioni delle nanoparticelle con le foglie delle piante. Sono stati in grado di dimostrare che l'assorbimento e l'azione delle nanoparticelle si sono verificati esclusivamente attraverso i pori delle foglie (stomi) che consentono alle piante di respirare. Le nanoparticelle non si sono distribuite ulteriormente nelle piante, e le particelle si degradano senza lasciare traccia in presenza di acqua, una considerazione importante per la sicurezza ambientale e alimentare. Rispetto all'acido silicico libero, che è già utilizzato nella protezione delle colture, le nanoparticelle di silice causavano meno stress alle piante e ad altri microrganismi del suolo a causa del lento rilascio dell'acido silicico. Lo studio, pubblicato sulla rivista di prim'ordine Nanotecnologia della natura , mostra che le nanoparticelle di silice potrebbero servire come un economico, altamente efficiente, sicuro, e un'alternativa sostenibile per la protezione dalle malattie delle piante.

La ricerca futura potrebbe estendere le indagini a uno spettro più ampio di agenti patogeni delle piante secondo i ricercatori come altri batteri, insetti, o virus. Sottolineano tuttavia che prima di qualsiasi ampia applicazione delle nanoparticelle come nano-biostimolanti e fertilizzanti, è necessaria un'analisi approfondita per valutare il potenziale destino a lungo termine delle nanoparticelle di silice nell'ambiente.