Titanium Dioxide Nanoparticles and Sodium Nitroprusside Alleviate the Adverse Effects of Cadmium Stress on Germination and Seedling Growth of Wheat (Triticum aestivum L.)

Nanopartículas de dióxido de titanio y nitroprusiato de sodio alivian los efectos adversos del estrés por cadmio en la germinación y el crecimiento de las plántulas de trigo (Triticum aestivum L.)

El efecto de las nanopartículas de dióxido de titanio (TiO₂ NP) (0, 500, 1000 y 2000 mg / L) y el nitroprusiato de sodio (SNP) (0 y 100 M) como donante de nitróxido (NO), sobre la germinación de semillas de trigo y el crecimiento de plántulas se investigaron en Estrés por cadmio (Cd) (CdCl₂ 0, 50 y 100 mM). Se observaron tendencias decrecientes dependientes de la concentración en los índices de germinación del trigo tras la exposición de la semilla a suspensiones de CdCl₂, que fueron más obvias bajo mayor estrés por Cd. El nitroprusiato de sodio exógeno (SNP) y las nanopartículas de TiO₂ (NP) afectaron positivamente a la mayoría de los índices de germinación en condiciones normales y de estrés. En la mayoría de los casos, la aplicación combinada de NP de TiO₂ y suspensiones de SNP impulsó la función estimuladora de ambos compuestos y moderó los efectos adversos de los tratamientos con Cd sobre la germinación de semillas de trigo y el crecimiento de plántulas. El tratamiento con 2000 mg / L de TiO₂ + SNP (100 M) registró los mejores resultados con respecto a la mayoría de los índices de germinación bajo un estrés de Cd menor y mayor (50 y 100 mM CdCl₂). En general, se podría concluir que la aplicación de NP de TiO₂ en combinación con SNP podría ser un enfoque prometedor para contrarrestar los efectos adversos del estrés por Cd en la germinación y el crecimiento temprano de la semilla de trigo.

INTRODUCCIÓN

Los nanomateriales de ingeniería (ENM) tienen muchas propiedades únicas, como su pequeño tamaño, su gran superficie, su composición química, su reactividad superficial, su carga, su forma y sus interacciones con el medio. Estas propiedades físicas, químicas, térmicas, magnéticas, ópticas y biológicas han dado lugar a numerosas aplicaciones, como su uso en alimentos y productos cotidianos [1]. El titanio es el noveno elemento más abundante y el segundo metal de transición más abundante en la corteza terrestre [2]. La anatasa, el rutilo y la brookita son formas comunes de TiO₂ [3]. Las NPs de dióxido de titanio se encuentran entre los diez ENMs más producidos y utilizados en todo el mundo [4], siendo la producción mundial de esta partícula de 10.000 toneladas al año [5]. Se calcula que la producción comercial de NPs de TiO₂ alcanzará aproximadamente 2,5 millones de toneladas en 2025 [6]. Las NPs de dióxido de titanio se utilizan habitualmente en una amplia gama de productos como pinturas, papeles, tintas, revestimientos, catalizadores, células solares, plásticos, jabones, agentes antimicrobianos y antifúngicos, aleaciones, textiles, productos alimentarios, pasta de dientes, protectores solares y cosméticos, medicamentos y productos farmacéuticos [7], en determinados sectores de la agricultura [8] y en tecnologías de limpieza del medio ambiente [9].