Actividad antimicrobiana in vitro e in vivo de nanopartículas de Ag, CuO y ZnO contra bacterias fitopatógenas.

Diversas nanopartículas (NPs) metálicas tienen propiedades antimicrobianas, y ya son ampliamente utilizadas en la industria alimentaria, textil, electrónica, medicina y actualmente en la agricultura. Sin embargo, es muy poca la información que existe sobre el uso de dichas NPs en los cultivos agrícolas para la prevención y control de enfermedades ocasionadas por bacterias fitopatógenas, por lo tanto, decidimos evaluar el efecto antibacteriano que tienen las NPs de Ag, CuO y ZnO in vitro e in vivo contra dos de las cepas de mayor importancia agrícola; Pseudomonas syringae (Gram -) y Clavibacter michiganensis (Gram +). Para el experimento in vivo, se usó como planta modelo la especie Medicago sativa, ya que los antecedentes indican que esta es una planta acumuladora de metales pesados y además tiene la capacidad de biosintetizarlos en nanopartículas. El presente trabajo de investigación constó de 3 bioensayos: a) Pruebas de antagonismo in vitro, para determinar si las NPs utilizadas tienen efecto antibacterial contra P. syringae y C. michiganensis. b) Ensayos de germinación, para verificar a qué concentración las NPs utilizadas no causan fitotoxicidad en M. sativa. c) Ensayos de capacidad antibacterial in vivo, para determinar si la incorporación de NPs al interior de los tejidos vegetales aportan protección ante el ataque bacteriano. En este bioensayo se evaluó además la respuesta enzimática de las plantas, por lo que se analizó el contenido de catalasa (CAT), peroxidasa (POD) y ascorbato peroxidasa (APX), para determinar si las NPs, bacterias o la interacción de ambos factores causan reacciones de estrés oxidativo en M. sativa. ABSTRACT Diverse metal nanoparticles (NPs) have antimicrobial properties, and are now widely used in the food industry, textiles, electronics, medicine, and in agriculture. However, there is very little information about the use of NPs in agricultural crops for prevention and control of diseases caused by phytopathogenic bacteria. Therefore, we decided to evaluate the antibacterial effect of Ag, CuO and ZnO NPs in vitro and in vivo against two of the most important agricultural strains: Pseudomonas syringae (Gram -) and Clavibacter michiganensis (Gram +). Medicago sativa plants were used as a model plant for the in vivo experiment, since previous reports indicate that this specie is a heavy metal accumulator and also has the ability to biosynthesize them in nanoparticles. Thus, the experiment consisted of 3 bioassays: a) Tests of in vitro antagonism, to determine if the NPs used have antibacterial effect against P. syringae and C. michiganensis. b) Germination tests, to verify at what concentration the NPs used do not cause phytotoxicity in M. sativa. c) Tests of the antibacterial capacity in vivo, to determine if the induction of NPs inside plant tissues provides protection against bacterial disease. In this bioassay the enzymatic response was also evaluated by determine concentrations of catalase (CAT), peroxidase (POD) and ascorbate peroxidase (APX), to define if NPs, bacteria or the interaction of both factors cause oxidative stress reactions in M. sativa.