Nanozima com cobalto reduz murcha-bacteriana em tomateiro

Nanotubos de carbono dopados com nitrogênio e encapsulados com cobalto reduziram a murcha-bacteriana em tomateiro em testes de laboratório e em vasos. O material, classificado como nanozima, inibiu Ralstonia solanacearum por meio da geração de espécies reativas de oxigênio. O tratamento também limitou a colonização das plantas e modulou genes ligados à defesa vegetal (DOI 10.1016/j.aac.2026.07.009).

Pesquisadores chineses produziram duas estruturas do material. Uma apresentava formato tubular. A outra possuía morfologia semelhante a bambu. A síntese ocorreu por pirólise em alta temperatura. As nanopartículas de cobalto ficaram associadas à estrutura dos nanotubos.

Forma tubular

A forma tubular apresentou maior área superficial e maior volume de poros. Essa configuração também mostrou atividade semelhante às enzimas peroxidase e glutationa peroxidase. As duas atividades favorecem reações oxidativas. No sistema bacteriano, o processo elevou a formação de espécies reativas de oxigênio e reduziu a capacidade antioxidante das células.

Nos ensaios in vitro, a nanozima tubular alcançou taxa de inibição de 93,34% contra Ralstonia solanacearum na concentração de 100 miligramas por litro. A concentração de 200 miligramas por litro promoveu inibição completa. A estrutura semelhante a bambu apresentou taxa de 74,75% na concentração de 100 miligramas por litro.

A maior atividade do material tubular levou os pesquisadores a selecionar essa estrutura para as etapas seguintes. Nanotubos comerciais sem o mesmo arranjo de cobalto e biochar derivado de sabugo de milho apresentaram inibição próxima de 30% na concentração de 200 miligramas por litro. O resultado indicou participação central dos sítios catalíticos de cobalto no efeito antibacteriano.

Análises celulares

As análises celulares mostraram acúmulo de espécies reativas de oxigênio dentro das bactérias tratadas. Esse estresse oxidativo provocou deformação e ruptura da membrana. O tratamento também causou vazamento de componentes celulares, redução do DNA genômico e fragmentação do material genético.

A nanozima ainda reduziu a formação de biofilme. Essa estrutura protege Ralstonia solanacearum e favorece a colonização dos tecidos vegetais. A perda do biofilme ampliou a exposição das células bacterianas ao dano oxidativo.

Momento das aplicações

Os pesquisadores avaliaram a aplicação preventiva e a aplicação após a inoculação do patógeno. No ensaio preventivo, as plantas receberam 20 mililitros de suspensão com 200 miligramas por litro da nanozima. A inoculação ocorreu 24 horas depois. O estudo comparou o material com água e com Zhongshengmycin, bactericida usado como referência.

Após dez dias, o grupo tratado com água alcançou incidência de 100%. O tratamento com Zhongshengmycin registrou 91,67%. A nanozima apresentou incidência de 80,56%. O índice de doença chegou a 92,36% no controle, 61,11% com Zhongshengmycin e 60,42% com a nanozima.

No ensaio terapêutico, o patógeno entrou em contato com as plantas antes do tratamento. Os sintomas surgiram no quinto dia no controle. Nos grupos tratados, o aparecimento ocorreu no sexto dia. Após dez dias, a incidência atingiu 100% no controle e 91,67% nos dois tratamentos.

A contagem bacteriana em tecidos do caule mostrou menor população de Ralstonia solanacearum nas plantas tratadas com a nanozima. O conteúdo de malondialdeído também caiu nas plantas infectadas após o tratamento. Esse composto funciona como indicador de peroxidação de lipídios e dano oxidativo nas membranas vegetais.

Análise transcriptômica

A análise transcriptômica identificou alterações em vias ligadas à parede celular, metabolismo de carboidratos, biossíntese de fenilpropanoides, sinalização hormonal e resposta a patógenos. O tratamento modificou a expressão de genes associados às defesas reguladas por ácido salicílico e ácido jasmônico.

Nos caules infectados, a concentração de ácido salicílico aumentou. A aplicação da nanozima após a inoculação reduziu esse nível para valores próximos aos observados nas plantas sadias. Os pesquisadores relacionaram o resultado à menor carga bacteriana e à redução da ativação imune local.

Nas folhas, o tratamento elevou a expressão de vários genes de defesa. O comportamento sugere ativação de respostas em tecidos distantes do local de infecção. Os conteúdos de ácido jasmônico não apresentaram diferenças significativas entre os tratamentos.

Outro alvo

A nanozima também mostrou atividade contra Xanthomonas oryzae pv. oryzae. O ensaio registrou sinais de estresse oxidativo e perda da integridade celular. O resultado aponta potencial de uso contra outra bactéria fitopatogênica, embora o estudo tenha concentrado a avaliação agronômica na murcha bacteriana do tomateiro.

Os testes de segurança não detectaram alterações na germinação, altura, massa fresca, massa seca ou teores de clorofila e carotenoides do tomateiro nas condições avaliadas. A exposição aguda durante 48 horas também apresentou baixa toxicidade para abelhas italianas, Apis mellifera ligustica.

Os pesquisadores ressaltam a necessidade de novos estudos antes da aplicação agrícola em larga escala. As próximas avaliações precisam abordar persistência no solo, acúmulo, transformação do material, liberação de cobalto e efeitos sobre microrganismos não alvo.