Physiological effects of magnetic iron oxide nanoparticles towards watermelon.

Li, J., Chang, P.R., Huang, J., Wang, Y., Yuan, H., et Ren, H. (2013). « Physiological effects of magnetic iron oxide nanoparticles towards watermelon. », Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 13(8), p. 5561-5567. doi : 10.1166/jnn.2013.7533  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Depuis environ une dizaine d’années, les nanoparticules ont été utilisées pour une gamme diverse de produits. Toutefois, les connaissances sur les répercussions en matière de biosécurité et l’impact environnemental des nouveaux matériaux composites hautement performants qui renferment des nanoparticules (aussi appelés nanomatériaux) et la réglementation sur ces produits sont généralement en retard sur les innovations technologiques. Pour faire avancer les choses dans ce domaine, nos recherches actuelles portent principalement sur l’utilisation des cultures comme systèmes modèles, car il existe un lien très étroit entre nous et les cultures. Ainsi, la présente étude visait à évaluer les effets biologiques des nanoparticules magnétiques d’oxyde de fer sur les semis de melon d’eau. Nous avons étudié de façon systématique les effets physiologiques des nanoparticules de Fe2O3 (nano-Fe2O3) sur les semis de melon d’eau et montrons ici pour la première fois qu’une quantité considérable de nanoparticules de Fe2O3 en suspension dans un milieu liquide peut être absorbée par les semis de melon d’eau et être acheminée à l’ensemble de leurs tissus. Nous présentons clairement les changements touchant certains indicateurs physiologiques importants, notamment l’activité des racines, l’activité catalasique (CAT), l’activité peroxydique (POD) et l’activité superoxyde dismutasique (SOD), les concentrations en chlorophylle et en malondialdéhyde (MDA), l’activité réductase ferrique ainsi que la concentration apoplastique en fer. Les diverses concentrations de nano-Fe2O3 ont entraîné une hausse du taux de germination et de la croissance des semis ainsi qu’une certaine amélioration des fonctions physiologiques; ces effets positifs augmentaient rapidement avec l’augmentation des concentrations du traitement, puis cette augmentation ralentissait à partir d’un certain point. Les changements touchant les activités CAT, SOD et POD étaient significativement plus élevés dans le cas des semis traités au nano-Fe2O3 que dans le cas du témoin. La hausse de l’activité des racines a été la plus évidente avec traitement de 20 mg/L. L’exposition au nano-Fe2O3 a eu un effet significatif sur l’activité réductase ferrique, la concentration apoplastique en fer et la biomasse des melons d’eau. Selon les analyses statistiques, les différences entre les semis ayant reçu la concentration optimale de nano-Fe2O3 et les semis témoins étaient significatives dans le cas de tous les indices étudiés. Notre étude prouve qu’un traitement de nano-Fe2O3 de concentration appropriée pourrait permettre une hausse du taux de germination et de la croissance des semis, en plus d’améliorer les fonctions physiologiques et la résistance aux facteurs de stress environnementaux chez le melon d’eau.

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