Nanopartículas de magnetita: evaluación de la incorporación y efecto sobre la simbiosis en plantas de soja.

GROPPA MD; FERNÁNDEZ VAN RAAP MB; ZAWOZNIK MS; CORAL D; IANNONE MF; ROMERO ED; BENAVIDES M.P.

Simposio; XI Simposio Nacional de Biotecnología REDBIO Argentina 2017: Biotecnología: valor en origen, productividad y sustentabilidad; 2017

El cultivo de soja (Glycine max L.) es de gran importancia agronómica y nuestro país es el tercer exportador mundial del grano y el primer exportador de sus productos procesados. Por su parte, Bradyrhizobium japonicum establece asociaciones simbióticas con esta especie vegetal, contribuyendo significativamente a la fijación biológica de nitrógeno en los agrosistemas. Este sistema biológico es clave para la agricultura, por su implicancia en el ciclo global del nitrógeno y, por ende, en la producción de alimentos. Desde hace algunos años, la rizósfera se ha visto expuesta a diversos tipos de nanopartículas por lo que es necesario entender cuál es el impacto potencial de las mismas en la simbiosis planta-bacteria. Por este motivo, en este trabajo se evaluó el efecto de las NPs basadas en hierro (magnetita y maghemita) sobre plantas de soja y sobre las bacterias fijadoras del nitrógeno, Bradyrhizobium japonicum evaluando específicamente parámetros de daño oxidativo y de fijación biológica del nitrógeno, como así también la posible internalización celular de las nanopartículas de magnetita, Fe3O4, en plantas de soja inoculadas con Bradyrhizobium japonicum.Semillas de soja previamente inoculadas con una suspensión de B. japonicum se sembraron en macetas con vermiculita y se hicieron crecer en cámara de cultivo regadas periódicamente con solución Hoagland sin nitrógeno. Los tratamientos realizados fueron los siguientes: plantas control, plantas expuestas a 50 ppm de NPs de magnetita y plantas expuestas a una cantidad equivalente de hierro soluble como Fe-EDTA. A los 30 días de crecimiento las plantas fueron descalzadas para evaluar número de nódulos por planta, contenido de leghemoglobina de los nódulos, contenido de nitrógeno por planta, contenido de sustancias reactivas al ácido tiobarbitúrico, porcentaje de muerte celular, liberación de electrolitos y magnetización de la muestra (VSM). En la concentración usada (50 ppm Fe3O4), las nanopartículas de magnetita no produjeron daño oxidativo a lípidos determinado como el contenido de sustancias reactivas al ácido tiobarbitúrico. Asimismo, el porcentaje de muerte celular y la liberación de electrolitos no se alteraron en plantas expuestas a las NPs de Fe3O4.Se observaron fuertes señales superparamagnéticas detectadas por VSM en las raíces de las plantas tratadas con las NPs de Fe3O4. En la parte aérea, sin embargo, no se detectó dicha señal, sugiriendo que las nanopartículas no se traslocarían hacia la parte aérea en las condiciones experimentales estudiadas. Respecto al efecto de las NPs sobre la simbiosis, el tamaño promedio de cada nódulo fue mayor en las plantas en contacto con NPs, el contenido de leghemoglobina fue superior al del control y también se observó un aumento del 20% en el contenido de nitrógeno por planta en los tratamientos con NPs.Estos resultados preliminares demuestran que estas nanopartículas no son fitotóxicas en relación a los parámetros estudiados, por el contrario, serían beneficiosas sobre la simbiosis por lo que estas NPs de Fe3O4 podrían ser potencialmente útiles como base para el diseño de nuevos insumos agrícolas de avanzada.