Síntesis y caracterización de nanopartículas de óxido de plata obtenidas mediante síntesis verde

El creciente desarrollo de nuevos materiales obliga a investigar técnicas y procesos ecológicos, responsables y amigables con el medio ambiente, en este sentido, la química verde brinda herramientas útiles que permiten el desarrollo de nuevos procesos para la síntesis de materiales. El presente trabajo detalla la síntesis de nanopartículas de óxidos de plata (Ag2O-NPs) a través de un proceso basado en “química verde”. En el proceso se utilizaron como agentes reductores y estabilizantes de las nanopartículas de plata, productos de excreción de la especie micótica Fusarium oxysporum1 . Se llevó a cabo la puesta a punto del proceso y la caracterización de las nanopartículas aplicando las siguientes técnicas analíticas: espectroscopia ultravioleta-visible, dispersión dinámica de la luz (DLS), difracción de rayos X (XRD), microscopía de transmisión electrónica (TEM) y microscopía de barrido (SEM). Se estudió la formación de nanopartículas durante 96 horas aplicando tres concentraciones de nitrato de plata (1, 1,5 y 3 mM) y se observó que las nanopartículas sintetizadas con 1 mM AgNO3 alcanzaron la estabilidad a las 24 horas de reacción, mientras que, aquellas sintetizadas con 1,5 y 3 mM AgNO3 lo hicieron a las 48 y 72 horas después de iniciada la reacción, respectivamente. Se obtuvieron nanopartículas esféricas, polidispersas y con tamaños promedio de 131,9 nm, 194 nm y 74,2 nm (determinado por DLS) y 21,97 nm, 33,62 nm y 20.9nm (determinado por TEM) para los ensayos realizados con concentraciones de 1, 1,5 y 3 mM de AgNO3, respectivamente. La diferencia entre los resultados obtenidos por las técnicas SEM y TEM sugieren que el agente reductor estaría encapsulando a las nanopartículas. Los picos de difracción obtenidos mediante XRD fueron 27,42°, 31,88° y 45,85°, que corresponden a óxidos de plata, de acuerdo con la base de datos de estructuras inorgánicas cristalinas (ICSD en inglés)2 . Se puede concluir que el producto de excreción de Fusarium oxysporum puede ser utilizado para la obtención de nanopartículas de óxidos de plata.Fil: Gordon Falconi, Cintya. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Iannone, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Debut, A.. Universidad de Las Fuerzas Armadas; EcuadorFil: Groppa, María Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaIII Jornadas de Jóvenes BionanocientificxsArgentinaInstituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini"Instituto LeloirInstituto de NanosistemasCentro de Investigaciones en Bionanociencias "Elizabeth Jares Erijman

Mejoramiento de la eficacia simbiótica alfalfa-Sinorhizobium meliloti utilizando nanopartículas de magnetita

La alfalfa (Medicago sativa L.) es una especie forrajera de alto potencial productivo, excelente calidad nutricional y de importante participación en sistemas de producción intensivos. Una práctica muy difundida en este cultivo es la inoculación con la bacteria Sinorhizobium meliloti. Esta bacteria es capaz de realizar la fijación de nitrógeno atmosférico (FBN). El presente trabajo tiene como objetivo analizar el impacto de nanopartículas (NPs) de magnetita sobre la simbiosis alfalfa- S. meliloti. Las células bacterianas de S. meliloti (Control: C), o S. meliloti expuestas a 10 ppm de NPs de magnetita (NP10), o expuestas a la cantidad de Fe equivalente a NP10 provista por Fe ? EDTA (Fe10), se cultivaron durante 5 días en un agitador rotatorio. Antes de la inoculación se ajustaron las UFC, luego se dejaron las semillas en contacto con las suspensiones bacterianas (C, NP10 o Fe10) durante 12 horas. Las plantas de alfalfa inoculadas se cultivaron en el suelo en una cámara de crecimiento, con riego periódico con agua A los 20 y 30 días, las plantas fueron descalzadas para llevar a cabo las determinaciones correspondientes.En el día 30, la biomasa de las raíces y la superficie radicular fueron significativamente mayores (~60%) en las plantas inoculadas con bacterias pretratadas con NP respecto a las pretratadas C. En el día 30, todas las plantas inoculadas presentaron nódulos. Los pretratamientos con NPs presentaron nódulos de tamaño mediano en el cuello de la raíz, mientras que en los pretratamientos C o Fe10 los nódulos fueron pequeños y se distribuyeron en raíces secundarias. El número y el peso de los nódulos por planta fue el doble en los pretratamientos NP10 respecto a C y Fe10. El contenido de leghemoglobina en los nódulos de las plantas pretratadas con NP fue un 80% mayor respecto a los pretratamientos C.Los resultados obtenidos sugieren que las NPs de magnetita podrían promover una mejor ubicación de los nódulos en las raíces con un contenido de leghemoglobina significativamente mayor y raíces de mayor peso seco que las plantas controles. Por tanto, estos resultados alientan a incorporar NPs a la formulación de inoculantes que garanticen una mayor eficiencia en términos de nodulación y FBN.Fil: de Valois, Nathalie. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Di Baggio Vega, E.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica. Cátedra de Química Biológica Vegetal; ArgentinaFil: Iannone, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaX Jornadas de Jóvenes InvestigadoresArgentinaUniversidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Veterinaria

Magnetite nanoparticles coated with citric acid are not phytotoxic and stimulate soybean and alfalfa growth

In this work, the internalization and distribution of citric acid-coated magnetite nanoparticles (here, Fe3O4-NPs) in soybean and alfalfa tissues and their effects on plant growth were studied. Both legumes were germinated in pots containing an inert growing matrix (vermiculite) to which Hoagland solution without (control, C), with Fe3O4-NPs (50 and 100 mg iron L−1, NP50 and NP100), or with the same amount of soluble iron supplied as Fe-EDTA (Fe50, Fe100) was added once before sowing. Then, plants were watered with the standard nutrient solution. The observation of superparamagnetic signals in root tissues at harvest (26 days after emergence) indicated Fe3O4-NPs uptake by both legumes. A weak superparamagnetic signal was also present in the stems and leaves of alfalfa plants. These findings suggest that Fe3O4-NPs are readily absorbed but not translocated (soybean) or scarcely translocated (alfalfa) from the roots to the shoots. The addition of both iron sources resulted in increased root weight; however, only the addition of Fe3O4-NPs resulted in significantly higher root surface; shoot weight also increased significantly. As a general trend, chlorophyll content enhanced in plants grown in vermiculite supplemented with extra iron at pre-sowing; the greatest increase was observed with NP50. The only antioxidant enzyme significantly affected by our treatments was catalase, whose activity increased in the roots and shoots of both species exposed to Fe3O4-NPs. However, no symptoms of oxidative stress, such as increased lipid peroxidation or reactive oxygen species accumulation, were evidenced in any of these legumes. Besides, no evidence of cell membrane damage or cell death was found. Our results suggest that citric acid-coated Fe3O4-NPs are not toxic to soybean and alfalfa; instead, they behave as plant growth stimulators.Fil: Iannone, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Groppa, María Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Zawoznik, Myriam Sara. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica. Cátedra de Química Biológica Vegetal; ArgentinaFil: Coral, Diego Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Fernández van Raap, Marcela Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Benavides, Maria Patricia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentin

Impacto de las nanopartículas de magnetita sobre Bradyrhizobium japonicum

La soja es una planta leguminosa de gran importancia agronómica; nuestro país es el primer exportador de sus productos procesados y el tercer exportador mundial del grano. El cultivo de soja establece asociaciones simbióticas con la bacteria Bradyrhizobium japonicum, esto le permite incorporar nitrógeno de la atmósfera en los agrosistemas. Por tal motivo, se decidió estudiar los efectos de las nanopartículas (NPs) de magnetita sobre la bacteria B. japonicum.El efecto de diferentes concentraciones de NPs de magnetita (desde 1 hasta 50 ppm) sobre la multiplicación in vitro de B. japonicum fue estudiado mediante la técnica de microgota y se determinó la constante de crecimiento y el número de generaciones. El tratamiento de 10 ppm (NP10) mostró mayor tasa de crecimiento y número de generaciones; menor tiempo de duplicación respecto a los demás tratamientos. Por ello, se eligió dicha concentración de NP para continuar con los ensayos siguientes. Para evaluar si el efecto observado se debió a la NP en sí y no al agregado de Fe, los cultivos bacterianos fueron expuestos a 10 ppm de NPs de magnetita (NP10) o a la cantidad de Fe equivalente a la que provee la magnetita (Fe10) mediante un compuesto soluble, Fe-EDTA. Los resultados confirmaron que el hierro en tamaño NP (NP10) fue el responsable.Los rizobios producen polisacáridos extracelulares (PSE), tanto los exopolisacáridos liberados al medio (EPS), como aquellos adheridos a la superficie celular (CPS). La síntesis temprana de PSE es esencial para una simbiosis efectiva entre rizobios y leguminosas. El tratamiento NP10 produjo un incremento del 70% en el contenido de PSE, aumentó 4 veces el contenido de EPS e incrementó un 50% el contenido de CPS respecto al C. El tratamiento Fe10 provocó un aumento en el contenido de PSE menor que NP10 y esto se debió principalmente al incremento en el contenido de CPS. Se cuantificó el contenido de poli-hidroxibutirato (PHB) que es un compuesto de reserva cuando hay escasez de carbono extracelular. El tratamiento NP10 incrementó 7 veces este parámetro respecto al C y a Fe10.Se analizó la capacidad formadora de biofilm. El tratamiento NP10 duplicó este parámetro respecto al C y a Fe10. Se evaluó la supervivencia del rizobio en el medio de cultivo a diferentes tiempos (30, 45, 90, 120 días) conservados a 4°C o a 20°C de temperatura. Comparando los tratamientos bajo la misma temperatura de almacenaje, se observó que, tanto a 4°C como a 20°C, el tratamiento con NP presentó un incremento del 10% en la supervivencia bacteriana respecto al C y a Fe10.Estos resultados preliminares sugieren que las NPs de magnetita tendrían un efecto benéfico frente a B. japonicum ya que promueven la multiplicación in vitro, el contenido de PSE y de PHB. También estimulan la formación de biofilm y mejoran la viabilidad de los rizobios del inoculante. Por ello, las NPs podrían ser incorporadas en la formulación de inoculantes para optimizar el uso de organismos benéficos en la agricultura.Fil: de Valois, N.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica. Cátedra de Química Biológica Vegetal; ArgentinaFil: Di Baggio Vega, E.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica. Cátedra de Química Biológica Vegetal; ArgentinaFil: Zawoznik, M. S.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica. Cátedra de Química Biológica Vegetal; ArgentinaFil: Groppa, María Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Iannone, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaXIII Simposio de la Red de Laboratorios de biotecnología para América Latina y el CaribeArgentinaRed de Laboratorios de biotecnología para América Latina y el Carib

Cadmium induces different biochemical responses in wild type and catalase-deficient tobacco plants

The response of tobacco (Nicotiana tabacum L.) wild type SR1 and catalase-deficient CAT1AS plants was evaluated after exposure to CdCl2. CAT1AS plants accumulated more Cd than SR1 plants, and this was associated with reduced growth, but higher chlorophyll content and cell viability. Despite catalase deficiency, CAT1AS plants did not accumulate more H2O2 than the wild line when exposed to Cd, probably due to the fact that CAT1AS plants counterbalanced their catalase deficiency by increasing the constitutive guaiacol peroxidase and ascorbate peroxidase activities and by reducing the basal NADPH oxidase-like enzyme activity. Both lines could activate their antioxidant system upon Cd stress, although the stress response pathways showed wide differences in the mineral and nitrogen metabolism, since the wild-type line had reduced nitrates and iron content, while CAT1AS maintained the same level of nitrates and Fe than that of non-treated plants, and responded with a significant increase in proline. The results showed that, unlike previous reports using other type of stress with the same line plants, catalase did not play a crucial role in protecting against Cd toxicity and CAT1AS plants, compared to SR1, were able to activate alternative defence mechanisms against Cd toxicity.Fil: Iannone, María Florencia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Groppa, María Daniela. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Benavides, Maria Patricia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Reactive oxygen species formation and cell death in catalase-deficient tobacco leaf discs exposed to paraquat

In the present work, the response of tobacco (Nicotiana tabaccum L.) wild-type SR1 and transgenic CAT1AS plants (with a basal reduced CAT activity) was evaluated after exposure to the herbicide paraquat (PQ). Superoxide anion (O2.−) formation was inhibited at 3 or 21 h of exposure, but H2O2 production and ion leakage increased significantly, both in SR1 or CAT1AS leaf discs. NADPH oxidase activity was constitutively 57% lower in non-treated transgenic leaves than in SR1 leaves and was greatly reduced both at 3 or 21 h of PQ treatment. Superoxide dismutase (SOD) activity was significantly reduced by PQ after 21 h, showing a decrease from 70% to 55%, whereas catalase (CAT) activity decreased an average of 50% after 3 h of treatment, and of 90% after 21 h, in SR1 and CAT1AS, respectively. Concomitantly, total CAT protein content was shown to be reduced in non-treated CAT1AS plants compared to control SR1 leaf discs at both exposure times. PQ decreased CAT expression in SR1 or CAT1AS plants at 3 and 21 h of treatment. The mechanisms underlying PQ-induced cell death were possibly not related exclusively to ROS formation and oxidative stress in tobacco wild-type or transgenic plants.Fil: Iannone, María Florencia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Rosales, Eliana Paola. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Groppa, María Daniela. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Benavides, Maria Patricia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentin

Nitric oxide inhibits nitrate reductase activity in wheat leaves

Nitrate reductase (NR), a committed enzyme in nitrate assimilation, is involved in the generation of nitric oxide (NO) in plants. In wheat leaf segments exposed to sodium nitroprusside (SNP) or S-nitrosoglutathione (GSNO), NR activity was significantly reduced to different degrees between 3 and 21 h, whereas its activity was partially recovered when the NO scavenger cPTIO was used. At 21 h, NR activity decreased from 38% with 10 μM SNP to 91% with 500 μM SNP, respect to the C values. S-nitrosoglutathione reduced NR activity between 18% and 26% only at 3 h. When added directly to the incubation solution, NR activity was quickly and strongly inhibited more than 90% by 10 or 50 μM SNP, whereas 10 μM GSNO reduced the enzyme activity an average of 50%, at 30 min of incubation. l-NAME and d-arginine (nitric oxide synthase (NOS) inhibitors) increased NR activity by 14% and 52% respectively, at 21 h of exposure, leading us to suppose that endogenous NOS-dependent NO formation could also be modulating NR activity. NR protein expression was not affected by 10 or 100 μM SNP at 3 or 21 h of incubation, whereas nitration of tyrosines was not detected in the NR protein. Nitrates, which content increased along the time in the tissues, could be exerting a role in this regulation.Fil: Rosales, Eliana Paola. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Iannone, María Florencia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Groppa, María Daniela. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Benavides, Maria Patricia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Reactive oxygen species formation and cell death in catalase-deficient tobacco leaf disks exposed to cadmium

The physiological responses of tobacco (Nicotiana tabacum L.) to oxidative stress induced by cadmium were examined with respect to reactive oxygen species (ROS) formation, antioxidant enzymes activities, and cell death appearance in wild-type SR1 and catalase-deficient CAT1AS plants. Leaf disks treated with 100 or 500 µM CdCl2 increased Evans blue staining and leakage of electrolytes in SR1 or CAT1AS plants, more pronouncedly in the transgenic cultivar, but without evidence of lipid peroxidation in any of the cultivars compared to controls. Cadmium significantly reduced the NADPH oxidase-dependent O2− formation in a dose dependent manner in SR1 very strongly at 500 µM (to 5% of the activity in the nontreated SR1 leaf disks). In CAT1AS, the NADPH oxidase activity was constitutively reduced at 50% with respect to that of SR1, but the magnitude of the decay was less prominent in this cultivar, reaching an average of 64% of the C at 21 h, for both Cd concentrations. Hydrogen peroxide formation was only slightly increased in SR1 or CAT1AS leaf disks at 21 h of exposure compared to the respective controls. Cd increased superoxide dismutase activity more than six times at 21 h in CAT1AS, but not in SR1 and reduced catalase activity by 59% at 21 h of treatment only in SR1 plants. Despite that catalase expression was constitutively lower in CATAS1 compared to SR1 nontreated leaf disks, 500 µM CdCl2 almost doubled it only in CAT1AS at 21 h. The mechanisms underlying Cd-induced cell death were possibly not related exclusively to ROS formation or detoxification in tobacco SR1 or CAT1AS plants.Fil: Iannone, María Florencia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Rosales, Eliana Paola. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Groppa, María Daniela. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Benavides, Maria Patricia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

H2O2 involvement in polyamines-induced cell death in tobacco leaf discs

The response of tobacco (Nicotiana tabacum L.) wild-type SR1 leaf discs in terms of reactive oxygen species (ROS) formation and cell death occurrence was evaluated after exposure to the polyamines (PAs) putrescine (Put), spermidine (Spd), and spermine (Spm). Although NADPH oxidase-like enzyme activity was inhibited by all PAs at 3 or 21 h of treatment, H2O2 content increased significantly in a time- and concentration-dependent manner, suggesting that H2O2 accumulation was linked to the activity of other ROS-generating enzymes. Polyamine oxidase (PAO) activity, which increased markedly upon application of Spd or Spm, is a prime candidate for the increased H2O2 accumulation. Except for 0.1 mM Put, which maintained guaiacol peroxidase (GPOX) and catalase (CAT) activities at the same level as the control, the other PA treatments decreased CAT, ascorbate peroxidase, and GPOX activities at 21 h, contributing to the H2O2 increase. Esterase activity and Evans blue staining, two cell death parameters, were negatively affected at 3 h of treatment with 1 mM Spd and with both concentrations of Spm, whereas at 21 h there was an increase in cell death with both concentrations of the three PAs, except for 0.1 mM Put, which did not alter those parameters. The expression of the senescence-associated cysteine protease gene CP1 was measured to monitor senescence, a physiological cell death process. Application of all PAs increased the expression of the gene, except for 0.1 mM Put, which decreased its expression at 21 h. This result was in agreement with the prevention of cell death exerted by Put and evidenced by Evans blue staining, esterase activity, and electrolyte release.Fil: Iannone, María Florencia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Fisicoquímica Biológicas; ArgentinaFil: Rosales, Eliana Paola. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Groppa, María Daniela. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Quimica Biologica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Fisicoquímica Biológicas; ArgentinaFil: Benavides, Maria Patricia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Fisicoquímica Biológicas; Argentin

Impact of magnetite iron oxide nanoparticles on wheat ( Triticum aestivum L.) development: Evaluation of oxidative damage

Interest on the environmental impact of engineered nanomaterials has rapidly increased over the pastyears because it is expected that these materials will eventually be released into the environment. In thiswork, physiological effects and possible cell internalization of citric acid coated-Fe3O4 nanoparticles(5, 10, 15, 20 mg L1) on wheat (Triticum aestivum L.) plants grown five days under hydroponic conditionswere evaluated. Visualization of root sections by transmission electron microscopy showed that Fe3O4nanoparticles entered the root through the apoplastic route and were then detected in the root epidermalcell walls. Moreover, strong magnetic signals detected by vibrating sample magnetometry (VSM) and ahuge increment in the Fe content (8,07 and 2,01 mg g1 DW for NP20 and C-NP20 treatmentsrespectively) were observed in wheat roots treated with Fe3O4 nanoparticles. However, no superparamagneticsignal was detected in the aerial part which indicated that magnetite nanoparticles werenot translocated by vascular tissues in wheat plants in the experimental conditions of this study.Moreover, Fe3O4 nanoparticles did not affect the germination rate, the chlorophyll content, and theplant growth, and they did not produce lipid peroxidation, nor alter O2 or H2O2 accumulation respect tocontrol plants. Furthermore, electrolyte release and cell death percentage were not modified bynanoparticle treatment. The antioxidant enzyme activities of NP treated plants significantly increased inboth the root and the aerial part respect to the controls, showing a response leading to prevent oxidativedamage. These preliminary results show that these Fe3O4 nanoparticles are not phytotoxic, suggestingthat they could potentially be useful for the design of new products for agricultural use.Fil: Iannone, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Groppa, María Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: de Sousa, María Elisa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Fernández van Raap, Marcela Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Benavides, Maria Patricia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentin