Nanoparticelle di ossido di zinco rivestite di inulina come biostimolanti che promuovono la crescita delle piante

The combination of biostimulants with nanotechnology shows a promising potential in agriculture, enhancing plant growth and resistance to both biotic and abiotic stresses, thereby increasing productivity. In this study, the biostimulant effect of zinc oxide nanoparticles coated has been investigated with inulin (ZnO@inu NPs) in Vicia faba. The NPs were synthesized using eco-friendly protocols and subsequently characterized with various techniques to determine their crystallographic structure, size, and coating. Plants were grown in substrates supplemented with NP concentrations of 50 or 100 mg/kg and divided into four groups: pure inulin, bare ZnO NPs, a mixture of inulin and ZnO NPs, and ZnO NPs coated with inulin. Then, biometric evaluation, germination rate, and tissue localization analyses of Zn were performed. Measurements of reactive oxygen species (ROS), antioxidant molecules, photosynthetic pigments and gene expression analyses were also carried out. The results firstly highlight the effectiveness of inulin in promoting NP assimilation into plant tissues and, secondly, the potential role of these NPs in modulating ROS-mediated intracellular signaling, probably influencing the cell cycle of meristematic cells and promoting their proliferation.

La combinazione dei biostimolanti con la tecnologia dei nanosistemi mostra un promettente potenziale in ambito agrario, migliorando la crescita e la resistenza a stress biotici e abiotici delle piante, aumentandone la produttività. In questo studio è stato esaminato l’effetto biostimolante di nanoparticelle di ossido di zinco rivestite di inulina (ZnO@inu NPs) in Vicia faba. Le NP sono state sintetizzate con protocolli ecosostenibili e successivamente caratterizzate con varie tecniche per determinarne la struttura cristallografica, le dimensioni ed il rivestimento. Le piante sono state cresciute in substrati con concentrazioni di NP pari a 50 o 100 mg/kg, suddivise in quattro gruppi: inulina pura, NP di ZnO nude, miscela di inulina e NP di ZnO, e NP di ZnO rivestite di inulina. Successivamente sono state condotte analisi di tipo biometrico, sul tasso di germinazione e sulla localizzazione tissutale dello Zn. Sono state effettuate misurazioni della concentrazione di specie reattive dell’ossigeno (ROS), molecole antiossidanti, pigmenti fotosintetici e infine sono state condotte analisi di espressione genica. Dai risultati emerge in primo luogo l’efficacia dell’inulina nel favorire l’assimilazione delle NP nei tessuti vegetali, in secondo luogo il potenziale ruolo di queste NP nel modulare il signalling intracellulare mediato da ROS, probabilmente agendo sul ciclo cellulare delle cellule meristematiche, promuovendone la proliferazione.