Foliar spraying of biogenic CuO nanoparticles protects the defence system and photosynthetic pigments of lettuce (Lactuca sativa)

Autor(es)

Kohatsu, Marcio Yukihiro ^[1] ; Lange, Camila Neves ^[2] ; Pelegrino, Milena Trevisan ^[2] ; Pieretti, Joana Claudio ^[2] ; Tortella, Gonzalo ^[3] ; Rubilar, Olga ^[3] ; Batista, Bruno Lemos ^[2] ; Seabra, Amedea Barozzi ^[2] ; de Jesus, Tatiane Araujo ^{[1, 4]}

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Fed ABC UFABC, Programa Posgrad Ciencia & Tecnol Ambiental CTA, Avenida Estados, 5001 Bairro Santa Terezinha, BR-09210580 Santo Andre, SP - Brazil

^[2] Univ Fed ABC UFABC, Ctr Ciencias Nat & Humanas, Avenida Estados, 5001 Bairro Santa Terezinha, BR-09210580 Santo Andre, SP - Brazil

^[3] Univ La Frontera, Dept Chem Engn, Biotechnol Res Ctr Appl Environm CIBAMA BIOREN, Temuco - Chile

^[4] Univ Fed ABC UFABC, Ctr Engn Modelagem & Ciencias Sociais Aplicadas, Ave Estados, 5001 Bairro Santa Terezinha, BR-09210580 Santo Andre, SP - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION; v. 324, NOV 15 2021.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

Engineered nanoparticles (NPs) can act as biostimulants (fertilizers) or cause toxicity in plants (phytotoxicity) depending on several factors. When toxicity is produced, it can lead to oxidative stress, disturbing the plant's oxidative defence system. Biogenic NPs, obtained by green synthesis, are an interesting alternative which obviates toxicity and oxidative stress-related effects. The object of this study was to evaluate how biogenic CuO NPs synthesized with green tea (20 mg per plant) influence the defence system and the photosynthetic pigment content of Lactuca sativa in pot experiments under greenhouse conditions. Moreover, the exposure routes (foliar spraying and soil irrigation) and the forms of Cu applied (nanoscale and ionic) were compared. The defence system of L. sativa was accessed by antioxidant enzymatic activity {[}ascorbate peroxidase (APX), catalase (CAT), peroxidase (POD), and superoxide dismutase (SOD)]; secondary metabolites or antioxidant non enzymatic activity (total flavonoids and phenolic compounds); photosynthetic pigments {[}chlorophyll a and b and carotenoids]; and nitric oxide levels {[}R-S-nitrosothiols (RSNOs) and nitrite (NO2-)]. Foliar spraying of CuO NPs reduced APX, but there were no variations in CAT, POD, or SOD activities or photosynthetic pigment contents. However, levels of RSNOs and secondary metabolites increased. In contrast, treatments with CuSO4 raised the APX level and reduced levels of RSNOs, chlorophyll b and carotenoids. Soil irrigation with CuO NPs did not increase enzymatic activity, however it reduced the chlorophyll a and b contents. The use of biogenic CuO NPs via foliar spray showed promising results in protecting lettuce from oxidative stress. (AU)

• Processo FAPESP: 19/26337-8 - Efeitos de nanopartículas biogênicas de óxido de cobre em bioensaios in vitro e in vivo com alface (Lactuca sativa L.)
• Beneficiário: Marcio Yukihiro Kohatsu
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 17/20914-8 - Validação de método para determinação de elementos traço em urina para avaliação ocupacional de trabalhadores de fundição
• Beneficiário: Bruna Moreira Freire
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 17/05029-8 - Preparação, caracterização e ensaios biológicos de biomateriais poliméricos doadores de óxido nítrico
• Beneficiário: Milena Trevisan Pelegrino
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 21/00738-6 - Síntese de complexos nanoestruturados de cobre e prata para substituição de antibióticos promotores de crescimento na produção de suínos e aves
• Beneficiário: Camila Neves Lange
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Processo FAPESP: 18/08194-2 - Óleo essencial contendo nanopartículas metálicas funcionalizadas com óxido nítrico como estratégia para o controle de patógenos vegetais na agricultura
• Beneficiário: Amedea Barozzi Seabra
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 16/10060-9 - Equipamento multi-usuário (EMU) concedido no Processo FAPESP 2014/05151-0: espectrômetro de massas com plasma indutivamente acoplado hifenado a um cromatógrafo a líquido de alta eficiência (HPLC-ICP-MS)
• Beneficiário: Bruno Lemos Batista
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários