Nanomaterials in plant systems: Smart advances related to water uptake and transport involving aquaporins

Resumo

The application of nanoparticles (NPs) has been shown to be a very effective technology for increasing plant yield. Their use in agriculture has been associated with the reduction of fertilization, but their effectiveness depends on the concentrations applied, physiochemical properties, and plant species. Nevertheless, one of the most common reported effects, independently on the type of NPs, is their activation of aquaporin expression. Also, they work prominently when plants are growing under abiotic stress, conferring a potential benefit for the reduction of stress symptoms and agricultural losses in relation to increased water uptake and transport. In this article, we review the results obtained with different nanoparticles in plants, focusing the attention on their effect as biostimulants when plants were grown under abiotic stress conditions. Also, the mechanism of action as activating aquaporins expression are related with the different studied nanoparticles.

Abstract

A aplicação de nanopartículas (NPs) tem se mostrado uma tecnologia muito eficaz para aumentar o rendimento das plantas. Seu uso na agricultura tem sido associado à redução da fertilização, mas sua eficácia depende das concentrações aplicadas, das propriedades físico-químicas e das espécies vegetais. No entanto, um dos efeitos mais comuns relatados, independentemente do tipo de NPs, é a ativação da expressão da aquaporina. Além disso, funcionam de forma proeminente quando as plantas crescem sob estresse abiótico, conferindo um benefício potencial para a redução dos sintomas de estresse e perdas agrícolas em relação ao aumento da absorção de água e do transporte. Neste artigo revisamos os resultados obtidos com diferentes nanopartículas em plantas, focando a atenção em seu efeito como bioestimulantes quando as plantas foram cultivadas sob condições de estresse abiótico. Além disso, o mecanismo de ação como ativador da expressão das aquaporinas está relacionado com as diferentes nanopartículas estudadas.
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