Repositorio UFRO · Omeka S

Impact of Combined Exposure to Copper Nanoparticles, Copper Oxide Nanoparticles, and Pesticides on the Metabolic Activity of Nitrobacter winogradskyi

Primer Autor	Tortella-Fuentes, Gonzalo
Título	Impact of Combined Exposure to Copper Nanoparticles, Copper Oxide Nanoparticles, and Pesticides on the Metabolic Activity of Nitrobacter winogradskyi
Editorial	MDPI
Revista	INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES
Lenguaje	en
Resumen	Copper nanoparticles (CuNPs) are increasingly used in agriculture either alone or in combination with pesticides. Recognizing the potential hazards of CuNPs in soil environments, our study evaluated their effects on the metabolic activity of Nitrobacter winogradskyi ATCC 2539, a chemolithoautotrophic bacterium crucial for the nitrification process, which involves the oxidation of nitrite to nitrate in soil ecosystems. This study evaluated the effects of concentration ranges of CuNPs (2.5 to 162.7 mg L-1), CuONPs (3.2 to 203.6 mg L-1), and various pesticides (iprodione, carbendazim, and 2,4-D) and their derivatives (3,5-dichloroaniline, catechol, and 2,4-dichlorophenol) at concentrations ranging from 0.04 to 2.56 mM. CuSO4 was also used as a control for comparative purposes. Our findings indicated that the CuNPs significantly inhibited the metabolic activity of N. winogradskyi, resulting in a reduction of up to 95% at concentrations of >= 2.5 mg L-1. The CuONPs were less toxic, while the pesticides and their derivatives generally showed lower toxicity. Notably, combinations of CuNPs with pesticides or their derivatives maintained high toxicity levels comparable to those of the CuNPs alone. According to the Loewe additivity model, these effects were largely additive and primarily associated with CuNPs or CuONPs. Protein profiling using matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI) time-of-flight (TOF)/TOF mass spectrometry (MS) revealed that carbendazim induced noticeable changes in protein profiles. These findings underscore the detrimental impacts of CuNPs and CuONPs on the metabolic activity of N. winogradskyi, posing a considerable risk to the health of agricultural soils. Overall, this research provides crucial insights into the risks associated with using CuNPs in agriculture, particularly regarding their potential threat to nitrifying microorganisms in soils.Las nanopartículas de cobre (CuNPs) se utilizan cada vez más en la agricultura, ya sea solas o en combinación con pesticidas. Reconociendo los riesgos potenciales de las CuNPs en los suelos, nuestro estudio evaluó sus efectos sobre la actividad metabólica de Nitrobacter winogradskyi ATCC 2539, una bacteria quimiolitoautótrofa crucial para el proceso de nitrificación, que implica la oxidación de nitrito a nitrato en los ecosistemas del suelo. Este estudio evaluó los efectos de rangos de concentración de CuNPs (2,5 a 162,7 mg L-1), CuONPs (3,2 a 203,6 mg L-1) y varios pesticidas (iprodiona, carbendazim y 2,4-D) y sus derivados (3,5-dicloroanilina, catecol y 2,4-diclorofenol) en concentraciones que oscilan entre 0,04 y 2,56 mM. También se utilizó CuSO4 como control con fines comparativos. Nuestros hallazgos indicaron que las CuNP inhibieron significativamente la actividad metabólica de N. winogradskyi, lo que resultó en una reducción de hasta el 95% a concentraciones de ≥ 2,5 mg L-1. Las CuONP fueron menos tóxicas, mientras que los plaguicidas y sus derivados generalmente mostraron menor toxicidad. Cabe destacar que las combinaciones de CuNP con plaguicidas o sus derivados mantuvieron altos niveles de toxicidad comparables a los de las CuNP solas. Según el modelo de aditividad de Loewe, estos efectos fueron en gran medida aditivos y se asociaron principalmente con las CuNP o las CuONP. El perfil de proteínas mediante espectrometría de masas de tiempo de vuelo (TOF)/TOF con desorción/ionización láser asistida por matriz (MALDI) reveló que el carbendazim indujo cambios notables en los perfiles de proteínas. Estos hallazgos subrayan los impactos perjudiciales de las CuNP y las CuONP en la actividad metabólica de N. winogradskyi, lo que representa un riesgo considerable para la salud de los suelos agrícolas. En general, esta investigación proporciona información crucial sobre los riesgos asociados al uso de nanopartículas de cobre en la agricultura, en particular en lo que respecta a su potencial amenaza para los microorganismos nitrificantes en los suelos.
Tipo de Recurso	artículo original
Description	copper nanoparticles pesticides combined pollution nitrobacter metabolic activity
doi	10.3390/ijms26136391
Formato Recurso	pdf
Palabras Claves	SOIL NITRIFICATION TOXICITY CARBENDAZIM PARAMETERS IPRODIONE BACTERIA
Ubicación del archivo	http://dx.doi.org/10.3390/ijms26136391
Materias	SOIL NITRIFICATION TOXICITY CARBENDAZIM PARAMETERS IPRODIONE BACTERIA
Disciplinas de la OCDE	Ciencias del suelo Agricultura Microbiología
Versión del recurso (Recomendado-único)	versión publicada
Tipo de ruta	dorada verde
Access Rights	acceso abierto
Derechos de acceso	acceso abierto
Id de Web of Science	WOS:001539456600001
Título de la cita (Recomendado-único)	Impact of Combined Exposure to Copper Nanoparticles, Copper Oxide Nanoparticles, and Pesticides on the Metabolic Activity of Nitrobacter winogradskyi
Identificador del recurso (Mandatado-único)	artículo original
Editorial	MDPI
Revista/Libro	INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES
Categoría WOS	Biochemistry & Molecular Biology Chemistry, Multidisciplinary
Idioma	en
ISSN	1661-6596
License	CC BY 4.0
Condición de la licencia (Recomendado-repetible)	CC BY 4.0
Entidad financiadora	ANID/FONDECYT#ANID/FONDAP#ANID/ATE#
Referencia del Financiador (Mandatado si es aplicable-repetible)	ANID/FONDECYT [1230529, 1220425, 1523A0001, ANID/FONDAP/1523A0001] ANID/FONDAP [1523A0001] ANID/ATE [ANID/FONDAP/1523A0001] [220087] [ANID/ATE220087]
Formato	pdf