Efecto elicitor de los nanotubos de carbono funcionalizados con ciclodipéptidos bacterianos sobre la respuesta de defensa de Solanum lycopersicum a la patogenicidad de Phytophthora capsici

Abstract

Tomato (Solanum lycopersicum) is one of the most important horticultural crops worldwide; however, its production is threatened by several pathogens, including Phytophthora capsici, an ommycete that causes severe damage to root and stems. In order to strengthen the plant's defense system, the use of carbon nanotubes functionalized with cyclopeptides as elicitor agents was explored. Carbon nanotubes (CNTs), due to their unique physicochemical properties, offer an efficient platform for the target delivery of compounds of interest. On the other hand, cyclodipeptides (CDPs) are small cyclic molecules with recognized biological activity. The functionalization of NTC-CDPs allowed the development of a system that, when applied from seed priming, would promote germination and early stage of tomato, in addition to acting as growth-promoting agents by stimulating defense mechanisms such as reactive oxygen species (ROS). Our results indicate that the combination of these nanoparticles and natural chemical signals may present a promising strategy to promote plant growth and sustainable disease management in agricultural crops and thus contribute to the reduction of chemical inputs, thus helping to counteract the negative effects that are being observed by these agrochemicals.

El jitomate (Solanum lycopersicum) es uno de los cultivos hortícolas más importantes a nivel mundial, sin embargo, su producción se ve amenazada por diversos patógenos, entre ellos Phytophthora capsici, un ommiceto causante de graves daños en raíces y tallos. Con el objetivo de fortalecer el sistema de defensa de la planta, se exploró el uso de nanotubos de carbono funcionalizados con ciclodipéptidos como agentes elicitores. Los nanotubos de carbono (NTC), por sus propiedades físico-químicas únicas, ofrecen una plataforma eficiente para la entrega dirigida de compuestos de interés. Por otra parte, los ciclodipéptidos (CDPs) son pequeñas moléculas cíclicas con reconocida actividad biológica. La funcionalización de los NTC-CDPs permitió desarrollar un sistema, que al ser aplicado desde el cebado de las semillas promoviera la germinación y estadio temprano del jitomate, además de actuar como agentes promotores de crecimiento provocando una estimulación de los mecanismos de defensa como las especies reactivas de oxígeno (ROS). Nuestros resultados indican que la combinación de estas nanopartículas y señales químicas naturales puede presentar una estrategia prometedora para promover el crecimiento vegetal y el manejo sustentable de enfermedades en cultivos agrícolas y de esta manera contribuir a la disminución de insumos químicos, por lo tanto, ayudando a contrarrestar los efectos negativos que se están observando por estos agroquímicos.