Nanosilica facilitates silica uptake, growth and stress tolerance in plants
- P. Mathur
- S. Roy
Resumo
A nanobiotecnologia ganhou impulso considerável no campo das ciências vegetais nos últimos anos. Nanomateriais de vários óxidos metálicos têm sido utilizados para melhorar o crescimento, a produtividade e em estratégias de proteção de culturas. Entre eles, a nanossílica surgiu como um fator-chave na orquestração do crescimento das plantas e na conferência de tolerância a vários estresses abióticos e bióticos. A nanossílica tem uma absortividade aumentada que resulta em uma maior absorção de sílica, embora o mecanismo exato não seja totalmente compreendido. A absorção de nanossílica nas raízes e folhas reduz o acúmulo de espécies reativas de oxigênio (EROS) e a peroxidação lipídica da membrana. Sabe-se que ela restringe a entrada de íons sódio e outros metais pesados nas plantas. Simultaneamente, a deposição de nanossílica no tecido foliar melhora a defesa da planta contra patógenos. A presente revisão tenta fornecer uma nova visão sobre seu mecanismo de absorção e a tolerância ao estresse abiótico e biótico mediada por nanossílica em plantas. Esta revisão também lançará luz sobre as perspectivas e os desafios relacionados à aplicação de fertilizantes à base de nanossílica.
Abstract
Nanobiotechnology has gained considerable momentum in the field of plant sciences in the last few years. Nanomaterials of various metal oxides has been utilized for enhancing growth, productivity and in crop protection strategies. Among them, nanosilica has emerged as a key player in orchestrating plant growth and conferring tolerance to various abiotic and biotic stresses. Nanosilica has increased absorptivity that accounts for an increased uptake of silica, although the exact mechanism is not fully understood. Nanosilica uptake in the roots and leaves reduces the accumulation of reactive oxygen species (ROS) and membrane lipid peroxidation. It is known to restrict the entry of sodium ions and other heavy metals in plants. Concurrently, nanosilica deposition in the leaf tissue enhances the plant defense against pathogens. The present review attempts to provide a novel insight into its uptake mechanism and nanosilica mediated abiotic and biotic stress tolerance in plants. This review will also shed light on the prospects and challenges related to application of nanosilica based fertilizers.
