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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Desenvolvimento e avaliação de sistemas nanocarreadores para o regulador de crescimento vegetal ácido giberélico = Development and evaluation of nanocarries system for the plant growth regulator gibberellic acid
Title Alternative: Development and evaluation of nanocarries system for the plant growth regulator gibberellic acid
Author: Pereira, Anderson do Espirito Santo, 1985-
Advisor: Fraceto, Leonardo Fernandes
Abstract: Resumo: A agricultura atual enfrenta problemas para manter seus níveis de produção e qualidade devido à perda de espaço cultivável, escassez de nutrientes e água como também as mudanças climáticas. Além destes fatores há a exigência do mercado por produtos com menos resíduos de agroquímicos e sistemas agrícolas mais sustentáveis. A ciência sempre esteve presente no desenvolvimento agrícola e nos últimos anos a nanotecnologia vem sendo uma alternativa para o uso mais eficiente de agroquímicos. Sistemas nanocarreadores podem aumentar a estabilidade físico-quimica assim como a efetividade em campo de um agrotóxico e ao mesmo tempo ser menos danoso ao meio ambiente. Neste sentido a literatura tem apresentado vários sistemas com base nanotecnológica para herbicidas, fungicidas e insecticidas, porém poucos são os sistemas para reguladores de crescimento vegetal. Reguladores de crescimento vegetal são moléculas naturais ou sintéticas que desempenham papel fundamental na agricultura para o desenvolvimento e produção no campo. Entre os diferentes hormônios vegetais está o ácido giberélico (GA3) o qual desempenha diferentes ações bioquímicas e fisiológicas em diferentes etapas de desenvolvimento no vegetal, porém no campo estes produtos possuem baixa estabilidade devido a processos de degradação. O presente trabalho desenvolveu e avaliou diferentes sistemas nanocarreadores de quitosana (CS) para o carreamento do GA3. No capitulo I apresentamos o desenvolvimento de nanopartículas de CS com alginato (ALG) (tamanho de 450±10 nm, PDI (índice de polidispersão) de 0,3, potential zeta de -29±0,5 mV) e CS/Tripolifosfato (TPP) (tamanho de 195±1 nm, PDI of 0,3, potencial zeta de +27±3 mV). Neste estudo foram avaliados diferentes sistemas nanocarreadores em relação ao tamanho, PDI, potencial zeta e os diferentes mecanismos de liberação que resultaram em diferentes efeitos biológicos na espécie vegetal Phaseolus vulgaris. Ambos os sistemas apresentaram ótima estabilidade química, avaliados por um período de 60 dias. O destaque foi para o sistema de ALG/CS-GA3 que aumentou o desenvolvimento de órgãos vegetais (raízes e parte aérea) e fatores a atividade fotossintética (níveis de clorofilas e carotenoídes). No capitulo II foi produzido um sistema nanocarreador baseado no polímero ?-poligluâmico (PGA) com CS (tamanho de 117±9 nm, PDI de 0,43±0,07, e potential zeta de -29±0,5 mV). Este sistema apresentou ótimas características coloidais e em ensaios biológicos aumentou o desenvolvimento de raízes laterais. Os três sistemas desenvolvidos possuem grandes perspectivas para aplicação no campo, de forma a apresentar uma formulação com base nanotecnologica para o GA3 que pode resultar em uma alta eficiência no campo. No capitulo III apresenta-se estudos de fitotoxidade em que se avaliou sistemas nanocarreadores de CS/TPP e lipídicas sólida (SLN) sem carrear ativos químicos, em diferentes espécies vegetais. Os resultados mostraram que é importante a avaliação destes sistemas isolados de forma a evitar futuros danos ao meio ambiente. Para as nanopartículas de SLN não houve efeitos fitotoxicos, porem as nanopartículas de CS/TPP foram capazes de afetar a germinação e o desenvolvimento vegetal, sendo a concentração um fator determinante para a fitotoxidade destas partículas. O presente trabalho mostra o potencial de sistemas carreadores de CS para o GA3, os quais devido as diferentes características possuem diferentes efeitos, o que aumenta suas possibilidades na aplicação agrícola. O presente estudo também mostra o potencial fitotóxico de que nanopartículas poliméricas sem carrear ativo químico podem causar em vegetais sendo importante a avaliação destes sistemas antes de futuras aplicações

Abstract: Agriculture faces problems in maintaining its production and quality levels due to loss of arable land, nutrient and water scarcity as well as climate change. In addition, there is a market demand for products with less agrochemical residues and more sustainable agricultural systems. Science is not present in agricultural development and in recent years nanotechnology has been an alternative to the efficient use of pesticides. Nanocarrier systems increase a physical-chemical stability as well as an effectiveness in the field of a pesticide and at the same time sound less damaging to the environment. This study is based on several nanotechnology-based components for herbicides, fungicides and insecticides, but they are the systems for plant growth regulators. Plant growth regulators are natural or synthetic molecules that play a key role in agriculture for development and production in the field. Among the different plant hormones is gibberellic acid (GA3) which performs different biochemical and physiological actions in different stages of development without vegetables, however, no field these products have low stability due to degradation processes. The present work developed and evaluated different chitosan (CS) nanocarrier systems for GA3 loading. In the capital, we present the development of nanoparticles of CS with alginate (ALG) (size 450 ± 10 nm, PDI of 0.3, zeta potential of -29 ± 0.5 mV) and tripolyphosphate (TPP) 1 nm, PDI of 0.3, zeta potential of + 27 ± 3 mV). This study showed that different nanocrystals systems are the same as size, PDI, zeta potential and the different release mechanisms resulted in different biological effects in the plant nature Phaseolus vulgaris. Both systems exhibited optimum chemical stability, evaluated over a period of 60 days. The prominence of the ALG / CS-GA3 system has increased the development of plant organs and biochemical factors. A transport system with no ?-polygluhamic polymer (PGA) with CS (size 117 ± 9 nm, PDI of 0.43 ± 0.07, and zeta potential of -29 ± 0.5 mV) . This system is presented in several columns and in biological assays increased the development of the apical root, and the number of lateral roots. The three systems developed have great prospects for field application in order to present a nanotechnology-based formulation for GA3 that can result in high efficiency in the field. In Chapter III we present the evaluation studies of CS / TPP and solid lipid carrier systems (SLN) without carrying out chemical actives in different plant species. The results show that it is important to evaluate these isolated systems in order to avoid future damages to the environment. For the nanoparticles of SLN there were no phytotoxic effects, however, the nanoparticles of CS / TPP were able to affect germination and plant development, being a determinant factor for the phytotoxicity of the particles. The present work shows the potential of carrier systems of CS for GA3, which are as different characteristics of use of different effects, which increases their possibilities in agricultural application. The present study also shows the phytotoxic potential that polymeric nanoparticles without active chemical active can cause in vegetables being an important evaluation of systems before future applications
Subject: Quitosana
Alginatos
Ácido poliglutâmico
Nanopartículas
Ácido giberélico
Language: Multilíngua
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2017
Appears in Collections:IB - Tese e Dissertação

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