Material biológico

La cepa de F. oxysporum con similaridad del 99.80% número de acceso, MT448908 se obtuvo del cepario del laboratorio de Toxicología, obtenida de la zona productora del estado de Zacatecas, las características morfológicas coincidieron con la descripción reportada por ^{Leslie y Summerell (2006)} , así mismo, fue reactivada en medio de cultivo Papa Dextrosa Agar (PDA) (MCD LAB^®).

Evaluación in vitro de extractos vegetales adicionados con nanopartículas de SiO ₂ y ZnO

Los extractos evaluados fueron de gobernadora (Larrea tridentata) y mostaza (Sinapis alba), los cuales fueron proporcionados por la empresa productora, al igual que las nanoparticulas de SiO₂ y ZnO.

Los extractos fueron mezclados con las nanopartículas de SiO₂ y ZnO a 1, 3 y 5% por cada 100 mL de extracto, por lo cual se obtuvieron 14 tratamientos incluyendo los extractos puros, para realizar las diferentes concentraciones (10, 100, 500, 1 000, 3 000 y 5 000 ppm), a excepción de la mostaza donde se añadieron 1 500 y 2 500 ppm. Los bioensayos se realizaron mediante la metodología de medio de cultivo PDA envenenado (^{Ochoa-Fuentes et al. 2012}), en cajas Petri, se dejaron 24 h para su solidificación. Después se colocó en cada caja Petri un explante del fitopatogeno F. oxysporum, se incubaron a 26 °C hasta observar crecimiento del micelio, el cual se midió cada 24 h con un vernier, hasta que el testigo (PDA sin tratamiento) alcanzara las medidas de la caja Petri. El porcentaje de inhibición de crecimiento micelial se obtuvo con la fórmula propuesta por ^{Ezziyyani et al. (2004)} (% inhibición = crecimiento micelial del testigo - crecimiento micelial del tratamiento / crecimiento micelial del testigo x 100). Mientras que, para el conteo de esporas, se utilizó una cámara de Neubauer, siguiendo el método para cuantificación de suspensión de esporas de hongos, descrito por ^{Bustillo (2010)} . Donde se evaluaron, las dosis de 1 000, 3 000 y 5 000 ppm para gobernadora, sola y con nanopartículas; mientras que para mostaza fueron las dosis de 1 500, 2 500 y 3 000 ppm.

Análisis estadístico

Se realizó un análisis Probit para obtener la dosis inhibitoria media (DL₅₀) con los porcentajes de inhibición, con el programa estadístico SAS System versión 9.0. Para evaluar la producción de esporas se utilizaron los datos de esporulación de cada tratamiento y se hizo un análisis de varianza y comparación de medias por el método Tukey (p ≤ 0.05), mediante el programa estadístico SAS System versión 9.0.

Evaluación in vitro de extractos vegetales adicionados con nanopartículas de SiO ₂ y ZnO ₂

En la Tabla 1 se muestran los resultados de los extractos de gobernadora y mostaza sin y con nanopartículas de SiO₂ y ZnO. Donde se observa que las DL₅₀ de gobernadora presentaron valores muy similares, siendo la gobernadora más silicio a 3% el tratamiento con el valor más bajo con 2 327 ppm, y gobernadora con ZnO al 5% el valor más alto con 2 651 ppm. También se observó que el tratamiento de gobernadora más SiO₂ al 1% mostró un valor mayor que el tratamiento de gobernadora sin nanopartículas, al ser un tratamiento con un porcentaje pequeño de nanos, esto posiblemente se debió a que el hongo activa un mecanismo de defensa para sobrevivir, por lo que su crecimiento se ve acelerado como una respuesta de supervivencia (^{Carroll et al. 2016)} . Mientras que gobernadora más SiO₂ al 3 y 5% presentan valores menores que la gobernadora sin nanopartículas. Los tratamientos con nanopartículas de ZnO fueron los que tuvieron DL₅₀ más altas, ya que se observa que conforme sube el porcentaje de las nanopartículas de ZnO, los valores van en aumento, ya que se observa que, en lugar de inhibir al hongo, lo activa el crimento de la dosis. Estos resultados coinciden con ^{Pariona et al. (2020)} quienes reportan que el ZnO no tiene actividad significativa en este hongo. Por otra parte, en los resultados de los tratamientos con mostaza, se observó que los valores más bajos, fueron en los tratamientos de mostaza SiO₂ y mostaza ZnO al 5% con 821.31 y 843.79 ppm, respectivamente, seguido de mostaza SiO₂ y ZnO al 3% con 1 047 y 1 061 ppm, mientras que el valor más alto lo presentó mostaza SiO₂ al 1% con 1 567 ppm. En un estudio sobre los síntomas del marchitamiento por Fusarium, en plantas de banano, se encontró que al aplicar diferentes tratamientos con SiO₂, disminuyeron las enfermedades causadas por F. oxysporum (^{Fortunato et al. 2012}). Razón por la cual, la mostaza con SiO₂ mostró mejores resultados que la gobernadora. Al respecto, ^{Drakopoulos et al. (2020}) reportan que un extracto a base de mostaza funciona como bioplaguicida in vitro de Fusarium graminearum, lo que indica que el extracto puede favorecer el control de enfermedades causadas por este hongo.

En relación con la actividad antiesporulante, el tratamiento de gobernadora tuvo diferencias significativas en concentraciones de 5 000 ppm sin nanopartículas presentando menor producción de esporas (Tabla 2), mientras que los tratamientos al 3 y 5% de gobernadora más SiO₂ también mostraron valores bajos con 0.83 y 0.64 millones de esporas mL^-1, respectivamente. Sin embargo, la gobernadora con el SiO₂ al 1, 3 y 5% obtuvo la producción más alta de esporas, en todas las concentraciones excepto con 5 000 ppm y 3% de nanopartículas. Se observó que la producción de esporas en los tratamientos de ZnO y gobernadora incrementó. Al respecto ^{Kasprowicz et al. (2010)}, mencionan que la esporulación intensa, la germinación más lenta y los brotes más cortos a menudo son inducidos por el estrés. Las nanopartículas exhibieron tales propiedades en el caso de la formación de esporas, especial- mente para cultivos desarrollados en un medio de crecimiento incompleto. Por otro lado, los tratamientos de mostaza a 3 000 ppm con y sin nanopartículas inhiben la producción de esporas. Para el extracto de mostaza con los diferentes porcentajes de ZnO, las tres concentraciones presentan el mismo comportamiento, el testigo es el que muestra la mayor producción se esporas. Estos resultados se asemejan a un estudio in vitro de NPs de ZnO contra F. oxysporum de ^{Yehia y Ahmed (2013)} quienes reportan que la actividad antifúngica del ZnO depende de la concentración.

Entre los tratamientos de gobernadora y mostaza con SiO₂ y ZnO, los que presentan mejor inhibición son los que contienen SiO2, resultados similares con el óxido de zinc presentó ^{Guerrero et al. (2020)} al utilizar óxido de cobre y óxido de zinc en alteraciones miceliales y daño a la membrana celular, presentando el cobre los mayores efectos. Mientras que ^{Abbai et al. (2019)} reportan que el silicio tuvo los mejores resultados con reducción del 50% de las enfermedades fúngicas. El extracto de mostaza y los tratamientos adicionados con óxido de SiO₂ y ZnO, fueron los más efectivos para inhibir el crecimiento de F. oxysporum. Sin embargo, los tratamientos adicionados con el óxido de zinc, no mostraron efectos significativos para el extracto de gobernadora. Por lo tanto, los extractos de mostaza con SiO₂ y ZnO al 5%, son una alternativa viable para escalar estos estudios a nivel invernadero y/o campo, para de esta manera en un futuro cercano la enfermedad pueda ser controlada.