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Canela e Quitosana: Uma Nova Esperança para os Produtores de Arroz

Soluções naturais como canela podem ajudar a combater doenças do arroz.

Qamar Mohammed Naji, Dzarifah Mohamed Zulperi, Khairulmazmi Ahmad, Erneeza Mohd Hata

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O Papel da Canela no O Papel da Canela no Controle de Doenças do Arroz bacterianas na agricultura de arroz. Usando canela pra combater ameaças
Índice

O arroz é um dos alimentos mais importantes para os humanos. As pessoas cultivam arroz há milhares de anos, com evidências de sua plantação que voltam a cerca de 1500-1000 a.C. Hoje, cerca de 40% da população mundial depende do arroz como alimento básico, especialmente em países que ainda estão se desenvolvendo. O arroz cresce melhor em condições quentes e úmidas, que são comuns em muitos países asiáticos, especialmente os tropicais.

Na Malásia, o arroz é a terceira cultura mais importante depois da borracha e do óleo de palma, com os estados de Kedah e Perlis sendo os principais lugares onde o arroz é cultivado. No entanto, os campos de arroz enfrentam muitos problemas, principalmente por doenças causadas por germes, fungos e bactérias. Essas doenças podem reduzir seriamente a quantidade de arroz que os agricultores conseguem produzir. São mais de 70 doenças conhecidas que afetam o arroz, com várias doenças bacterianas principais atacando diferentes partes da planta de arroz, incluindo sementes, folhas e raízes.

Uma das doenças bacterianas mais severas que impacta o arroz globalmente, incluindo na Malásia, é a queima da panícula bacteriana (BPB). Essa doença é causada por uma bactéria chamada Burkholderia glumae. Se as plantas de arroz contraírem essa doença, pode resultar em uma perda de rendimento terrível, às vezes de até 75%. A B. glumae adora clima quente e pode crescer em temperaturas de até 41°C. Ela infecta as sementes de arroz, causando problemas enquanto as mudas crescem. As bactérias produzem substâncias prejudiciais que podem levar à podridão nas mudas.

Os agricultores e cientistas estão tentando diferentes métodos para controlar a B. glumae nos campos de arroz. Alguns desses métodos incluem o uso de cepas inofensivas de Burkholderia para reduzir as toxinas no solo ou o uso de sementes livres de patógenos. Tratamentos químicos também foram utilizados para combater as doenças, mas podem ter efeitos negativos no solo e nas plantas, tornando-se menos populares. Recentemente, soluções naturais, como a casca de canela, mostraram ser promissoras como soluções antibacterianas para combater a B. glumae.

A Maravilha da Canela

A canela é uma especiaria que muita gente ama usar na culinária. Ela vem da casca interna de certas árvores e é valorizada não só pelo sabor, mas também pelas propriedades medicinais. O extrato de casca de canela é carregado de compostos ativos que trazem diversos benefícios à saúde, como combater fungos e bactérias, reduzir a inflamação e até ter potenciais propriedades anticancerígenas.

Com os avanços contínuos na tecnologia, os pesquisadores estão explorando o uso de ingredientes naturais, como a canela, para combater doenças nas plantas. Uma área de pesquisa foca em partículas minúsculas conhecidas como nanopartículas orgânicas (ONPs). Essas pequenas partículas podem ajudar a entregar remédios naturais às plantas de forma mais eficaz. Um material natural promissor para criar essas nanopartículas é o quitosano, que vem das cascas de crustáceos ou fungos.

O quitosano tem muitas vantagens: é natural, seguro para o meio ambiente e pode ser alterado quimicamente para melhorar sua eficácia. Essas nanopartículas podem transportar compostos solúveis em água e em gordura, tornando-as muito úteis na agricultura.

Criando uma Nova Solução

Em um estudo para enfrentar o problema da queima da panícula bacteriana, os pesquisadores tinham como objetivo desenvolver uma nova maneira de usar o extrato de casca de canela combinado com nanopartículas de quitosano. O objetivo era criar um produto que poderia combater efetivamente a B. glumae nas plantas de arroz.

Para começar, os pesquisadores reuniram os materiais necessários, incluindo quitosano e casca de canela. A casca de canela foi moída em um pó, mergulhada em uma solução e filtrada para produzir um extrato concentrado. Esse extrato foi então combinado com quitosano para criar nanopartículas projetadas para entregar as propriedades antibacterianas da canela diretamente para as plantas de arroz.

Entendendo os Ingredientes

A pesquisa envolveu análises detalhadas para identificar os diferentes componentes ativos no extrato de casca de canela. Isso foi feito usando um método chamado cromatografia gasosa/espectrometria de massas (GC-MS). Os resultados mostraram que o extrato continha vários compostos naturais, sendo o mais comum o (Z)-3-fenilacrilaldeído. Esses compostos contribuem para as atividades antibacterianas da canela, tornando-a um jogador chave na luta contra as doenças das plantas.

O próximo passo da pesquisa foi caracterizar as nanopartículas recém-criadas. Isso significava medir seu tamanho, estabilidade e quão bem elas podiam carregar o extrato de casca de canela. Os pesquisadores descobriram que o tamanho das nanopartículas poderia ser alterado modificando a concentração de um ingrediente específico usado no processo. Isso mostrou que ajustes cuidadosos poderiam levar a uma melhor estabilidade e eficácia.

O Teste Antibacteriano

Uma vez que as nanopartículas foram criadas, os pesquisadores precisavam ver quão bem elas funcionavam contra a B. glumae. Eles realizaram experimentos em laboratório para testar as propriedades antibacterianas da fórmula CBE-CS feita a partir do extrato de casca de canela e nanopartículas de quitosano.

Durante esses testes, espalharam uma suspensão bacteriana em placas de cultura e colocaram discos contendo a nova fórmula nas placas. Depois de deixar descansar por um tempo, mediram a área ao redor dos discos onde as bactérias não puderam crescer, conhecida como "zona de inibição". Os resultados mostraram que a fórmula podia reduzir efetivamente o crescimento da B. glumae, especialmente quando uma quantidade específica do agente de reticulação era adicionada.

Hora de Avaliar a Eficácia

Os pesquisadores também queriam ver quão rápido a fórmula CBE-CS poderia matar as bactérias. Eles montaram testes para monitorar o crescimento bacteriano ao longo do tempo usando diferentes concentrações da fórmula. Os resultados revelaram que a nova solução antifúngica desacelerou significativamente o crescimento da B. glumae, especialmente em concentrações mais altas.

Isso é útil para os agricultores, porque usar um produto natural que reduz efetivamente o crescimento bacteriano pode levar a plantas de arroz mais saudáveis e melhores colheitas. Como um bônus, é uma abordagem mais ecológica em comparação com o uso de alguns produtos químicos sintéticos.

Conclusão

A pesquisa aponta para um novo uso promissor do extrato de casca de canela combinado com nanopartículas de quitosano para combater doenças bacterianas no cultivo de arroz. Essa abordagem inovadora permite uma entrega eficaz das propriedades antibacterianas naturais às plantas. Diante dos desafios contínuos na gestão de doenças agrícolas, especialmente na produção de arroz, esse método pode abrir caminho para culturas mais saudáveis e seguras para o meio ambiente.

Então, da próxima vez que você polvilhar canela na sua torrada matinal, pense nela não só como um complemento saboroso, mas como um potencial super-herói contra doenças das plantas! Com a pesquisa e aplicações certas, até uma especiaria humilde pode fazer uma grande diferença em alimentar o mundo.

Fonte original

Título: Nanobactericides Derived from Cinnamon Bark Extract: Phytochemical Profiling and Antibacterial Efficacy Against Bacterial Panicle Blight in Rice

Resumo: Bacterial panicle blight (BPB), caused by the Gram-negative aerobic bacterium Burkholderia glumae (B.glumae), poses a significant threat to global rice production. Cinnamon bark extract (CBE) has demonstrated potent antioxidant and antimicrobial properties due to its high concentration of bioactive compounds, including eugenol and cinnamaldehyde. To enhance the efficacy and stability of these volatile compounds, this study employed nanotechnology and encapsulation techniques. The objective was to develop a CBE-based nanoformulation to inhibit B. glumae and control BPB in rice. CBE-chitosan (CBE-CS) nanoformulations were synthesized using ionic cross-linking between chitosan and trisodium phosphate (TPP) at various concentrations (0%, 0.5%, 1%, 2%, and 4% TPP). More than 15 active compounds were identified in CBE, including (Z)-3-Phenylacrylaldehyde, 2-Propenoic acid, 3-(2-hydroxyphenyl), cinnamaldehyde dimethyl acetal, and hexadecanoic acid. Bacterial membrane damage was significantly greater in treatments with CBE compared to untreated controls. The synthesized nanoparticles ranged in size from 43.66 nm to 106.1 nm, with encapsulation efficiencies between 48.65% and 48.78%, and loading capacities between 25.65% and 33.9%. Scanning electron microscopy (SEM) revealed spherical and homogeneous nanoparticles, while FTIR and XRD analysis confirmed the successful encapsulation of CBE in the chitosan nanoparticles. The antibacterial activity of the nanoformulations showed inhibition zones ranging from 7.5 to 11.8 mm, with the CBE-CS formulation containing 0.5% TPP demonstrating the highest efficacy (MIC = 15.6 mol/ml; MBC = 31.25 mol/ml).

Autores: Qamar Mohammed Naji, Dzarifah Mohamed Zulperi, Khairulmazmi Ahmad, Erneeza Mohd Hata

Última atualização: 2024-12-08 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.04.626863

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.04.626863.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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