La Universidad de Foshan, pionera en un método con nanopartículas para frenar el cadmio en los cultivos de arroz

Para hacer frente a este reto, un equipo de investigación dirigido por el Dr. Lin Tao, con el Dr. Xuecheng Sun, el Dr. Fangbai Li, el Dr. Min Yu, y colegas del Centro Internacional de Investigación de Biología de Membranas Ambientales y el Departamento de Horticultura de la Universidad de Foshan, Guangdong, China, examinó cómo las nanopartículas de molibdeno (MoNPs) aplicadas foliarmente influyen en el transporte de cadmio, la señalización celular y las respuestas de desintoxicación en el arroz. Sus resultados demuestran que las NMP ayudan a proteger las plantas de la toxicidad de los metales alterando tanto las vías moleculares como los sistemas bioquímicos de defensa. El estudio, publicado en línea en The Crop Journal el 23 de octubre de 2025, aporta una nueva comprensión mecanicista del alivio del estrés asistido por nanopartículas en cultivos alimentarios.

"Descubrimos que las nanopartículas de moho pulverizadas foliarmente regulan a la baja genes clave implicados en la absorción de cadmio y la modificación de la pared celular, en concreto los relacionados con el transporte de Cd y la metilesterificación de la pectina", explica Tao. "Este doble efecto regulador reduce significativamente la acumulación de Cd en los tejidos de la raíz, limitando la cantidad que puede llegar finalmente a los granos ."

"Nuestro trabajo demuestra que los MoNPs foliares actúan en múltiples niveles de regulación para bloquear el paso de metales tóxicos a los órganos comestibles de las plantas", dice Yu. "Esto representa una estrategia eficiente y escalable para proteger el arroz cultivado en suelos contaminados".

Además del transporte de metales, el estudio se centró en el estrés oxidativo, una de las principales consecuencias de la toxicidad del Cd. Utilizando imágenes detalladas, el equipo descubrió que el peróxido de hidrógeno y los radicales hidroxilo, dos especies reactivas del oxígeno (ROS) que desencadenan graves lesiones celulares, se acumulan principalmente en las zonas de elongación y maduración de las raíces del arroz, especialmente en los puntos de conexión entre células vecinas. Esta precisa cartografía espacial aporta conocimientos fundamentales sobre dónde y cómo se forma inicialmente el daño oxidativo en las raíces vivas.

Otro hallazgo clave se refiere a la regulación de los homólogos de la oxidasa respiratoria (RBOH), proteínas de la membrana plasmática responsables de la producción de ROS. En condiciones de estrés por Cd, las plantas de arroz no tratadas mostraban una acumulación excesiva de RBOH, lo que generaba peligrosas oleadas de ROS. La aplicación de MoNP suprimió la expresión del gen OsRBOHs, reduciendo la localización de RBOH en la membrana plasmática y previniendo los estallidos oxidativos destructivos. Al mismo tiempo, los MoNP mejoraron el ciclo ascorbato-glutatión (ASA-GSH), una vía central de defensa antioxidante, mejorando la capacidad de la planta para neutralizar las ERO. "Al estabilizar el entorno oxidativo de la planta, los NMP favorecen el crecimiento normal incluso en presencia de contaminantes en el suelo", afirma Sun.

Los beneficios agrícolas potenciales son prometedores. El tratamiento foliar con NMP ofrece a los agricultores una solución práctica y de bajo coste que puede integrarse fácilmente en los sistemas de cultivo existentes. Al controlar el transporte de Cd en su origen, la interfaz radicular de la planta, este método reduce el movimiento de las toxinas hacia la cadena alimentaria. En regiones donde la limpieza del suelo es económicamente inviable, estas innovaciones pueden ayudar a salvaguardar la salud pública reduciendo la exposición dietética al Cd.

De cara al futuro, la investigación también sienta las bases para la protección de cultivos mediante nanotecnología contra múltiples estreses abióticos. "El trabajo del equipo de cartografiar la distribución apoplástica de ROS a lo largo de ápices radiculares completos constituye una referencia inestimable para los científicos que estudian la señalización del estrés en condiciones de salinidad, sequía u otras presiones ambientales", afirma Tao. "Los conocimientos de este estudio podrían apoyar una nueva generación de estrategias agronómicas sostenibles diseñadas para proteger el rendimiento de los cultivos y garantizar alimentos más seguros en los próximos 5-10 años."