ارزیابی تأثیر نانو ذرات سبز اکسید مس (CuO) بر مهار قارچ Botrytis cinerea عامل بیماری کپک خاکستری گوجه‌فرنگی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 استادیار، گروه گیاهپزشکی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

3 استاد، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

4 دانشیار، گروه گیاهپزشکی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

شناسه دیجیتال (DOR):
98.1000/1735-0905.1398.35.54.93.1.1575.1610

قارچ Botrytis cinerea از مهمترین بیمارگرهای گوجه‌فرنگی و عامل بیماری کپک خاکستری است. امروزه استفاده از نانوذرات برای مهار بیماری‌های گیاهی مورد توجه ویژه قرار گرفته است. در این پژوهش، تأثیر نانو ذره اکسید مس بیوسنتز شده توسط گیاه اکالیپتوس بر مهار رشد قارچ B. cinerea، طی سه آزمایش بررسی شد. در آزمایش اول اثر غلظت‌های 100، 200، 400 و 600 قسمت در میلیون و در آزمایش دوم اثر غلظت‌های 400، 600، 800 و 1200 قسمت در میلیون نانوذرات اکسید مس بر شدت بیماری کپک خاکستری در شرایط گلخانه‌ای بررسی شد. در آزمایش سوم اثر غلظت‌های 400، 600 و 800 قسمت در میلیون نانوذرات اکسید مس بر شدت بیماری کپک خاکستری روی برگ‌های بریده مورد تحقیق قرار گرفت. نتایج هر سه آزمایش بیانگر آن بود که نخست نانوذرات اکسید مس قادر به کنترل رشد قارچ B. cinerea و بیماری کپک خاکستری در شرایط درون شیشه و درون زیوه هستند. درثانی در هر سه آزمایش بین میزان غلظت نانو ذرات اکسید مس و میزان بازدارندگی از رشد قارچ و کنترل بیماری یک رابطه معکوس و معنی‌دار در سطح احتمال 1% (P≤1%) وجود دارد. به گونه‌ای که در شرایط درون شیشه غلظت‌های 400 و 600 قسمت در میلیون و در شرایط درون زیوه شامل آزمایش‌های گلخانه‌ای غلظت‌های 800 و 1200 قسمت در میلیون و در آزمون برگ‌های بریده به‌ترتیب غلظت‌های 600 و 800 قسمت در میلیون نانو ذرات مؤثرترین غلظت‌ها در کنترل قارچ و بیماری حاصل از آن بودند. بر این اساس با افزایش غلظت نانو ذرات اکسید مس میزان رشد کلنی قارچ کمتر و میزان شدت بیماری نیز کاهش یافت. در نهایت نتایج نشانگر آن بود که نانوذرات اکسید مس بر مهار قارچ B. cinerea و میزان گسترش بیماری کپک خاکستری حاصل از این قارچ مؤثر است و کاربرد آن توصیه می‌گردد.

کلیدواژه‌ها


- راحمی، م.، 1384. فیزیولوژی پس از برداشت، مقدمه‌ای بر فیزیولوژی و جابه‌جابجایی میوه، سبزی‌ها و گیاهان زینتی. انتشارات دانشگاه شیراز، 259 صفحه.

- قشم، ر. و کافی، م.، 1378. گوجه‌فرنگی صنعتی، از کاشت تا برداشت. انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد، 80 صفحه.

- Abbott, W.S., 1925. A method of computing the effectiveness of an insecticide. Journal of Economy and Entomology, 18: 265-267.

- Azwanida, N.N., 2015. A review on the extraction methods use in medicinal plants, principle, strength and limitation. Medicinal and Aromatic Plants, 4(3): 1-6.

- Afifipur, Z. and Haghighi, M., 2011. Effect of copper and copper nanoparticles on the germination of pepper. Proceeding of the First National Conference on Modern Agricultural Sciences and Technologies, Iran, Zanjan.

- Bhatia, P., Nanjappa, A., Tissa, S. and David, M., 2004. Tissue culture studies of tomato (Lycopersicon esculentum). Plant Cell Tissue and Organ Culture, 78: 1-21.

- Bondarenko, O., Ivask, A., Käkinen, A. and Kahru, A., 2012. Sub-toxic effects of CuO nanoparticles on bacteria: Kinetics role of Cu ions and possible mechanisms of action. Environmental Pollution, 169: 81-89.

- Chilvers, M.I. and du Toit, L.J., 2006. Detection and identification of Botrytis species associated with neck rot, scape blight, and umbel blight of onion. Plant Health Progress, 7: 1-20, Online.

- Chwalibog, A., Sawosz, E., Hotowy, A., Szeliga, J., Mitura, S., Mitura, K., Grodzik, M., Orlowski, P. and Sokolowska, A., 2010. Visualization of interaction between inorganic nanoparticles and bacteria or fungi. International Journal of Nanomedicine, 6(5): 1085-1094.

- Cioffi, N., Torsi, L., Ditaranto, N., Tantillo, G., Ghibelli, L. and Sabbatini, L., 2005. Copper nanoparticle/polymer composites with antifungal and bacteriostatic properties. Journal of Materials Chemistry, 17: 5255-5262.

- Droby, A. and Lichter, A., 2004. Post-harvest Botrytis infection: etiology, development and management: 349-367. In: Elad, Y., Williamson, B., Tudzynski, P. and Delen, N., (Eds.). Botrytis: Biology, Pathology and Control. Dordrecht, the Netherlands: Kluwer Academic Press, 392p.

- Feng, Q.L., Wu, J., Chen, G.O., Cui, F.Z., Kim, T.N. and Kim, J.O., 2000. A mechanistic study of the antibacterial effect of silver ions on Escherichia coli and Staphylococcus aureus. Journal of Biomedical Materials Research, 52: 662-668.

- Holister, P., Weener, J.W., Romas Vas, C. and Harper, T., 2003. Nanoparticles: technology white papers 3. Sientific Ltd, 2-11.

- Hua, L., Yong, C., Zhanquan, Z., Boqiang, L., Guozheng, Q. and Shiping, T., 2018. Pathogenic mechanisms and control strategies of Botrytis cinerea causing post-harvest decay in fruits and vegetables. Food Quality and Safety, 2(3): 111-119.

- Ingle, A., Gade, A., Pierrat, S., Sonnichsen, C. and Rai, M., 2008. Mycosynthesis of silver nanoparticles using the fungus Fusarium acuminatum and its activity against some human pathogenic bacteria. Current Nanoscience, 4: 141-144.

- Joerger, R., Klaus, T. and Granqvist, C.G., 2000. Biologically produced silver-carbon composite materials for optically functional thin film coatings. Advanced Materials, 12: 407-409.

- Kim, J.S., Kuk, E., Yu, K.N., Kim, J.H., Park, S.J., Lee, H.J., Kim, S.H., Park, Y.K., Park, Y., H. and Hwang, C.Y., 2007. Antimicrobial effects of silver nanoparticles. Nanomedicine, 3: 95-101.

- Kumar, A., Vemula, P.K., Ajayan, P.M. and John, G., 2008. Silver nanoparticle-embedded antimicrobial paints based on vegetable oil. Nature Materials, 7: 236-241.

- Kwak, S.Y., Kim, S.H. and Kim, S.S., 2001. Hybrid organic/inorganic reverse osmosis (RO) membrane for bactericidal antifouling 1 Preparation and characterization of TiO2 nanoparticle self-assembled aromatic polyamide thin film-composite (TFC) membrane. Environmental Science Technology, 35: 2388-2394.

- Lamsal, K., Kim, S.W. and Jung, J.H., 2011. Effects of Silver nanoparticles against powdery mildews on cucumber and pumpkin. Mycobiology, 39: 26-32.

- Laurance, D.R., Bennett, P.N. and Brown, M.J., 2000. Clinical Pharmacology. Singapore, Longman, 192p.

- Liu, Y., He, L., Mustapha, A., Li, H. and Lin, M., 2009. Antibacterial activities of zinc oxide nanoparticles against Escherichia coli O157:H7. Journal of Applied Microbiology, 107: 1193-1201.

- Mahapatra, S.S. and Khan, M.S., 2007. A neural network approach for assessment quality in technical education: an empirical study. International Journal of Productivity and Quality Management, 2(3): 287-306.

- Mishra, V.K. and Kumar, A., 2009. Impact of metal nanoparticles on the plant growth promoting Rhizobacteria. Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures, 3(4): 587-592

- Myresiotis, C.K., Karaoglanidis, G.S. and Tzavella-Klonari, K., 2007. Resistance of Botrytis cinerea isolates from vegetable crops to anilinopyrimidine, phenylpyrrole, hydroxyanilide, benzimidazole, and dicarboximide fungicides. Plant Disease, 91: 407-413.

- Panacek, A., Kolar, M., Vecerova, R., Prucek, R., Soukupova, J., Krystof, V., Hamal, P., Zboril, R. and Kvitek, L., 2009. Antifungal activity of silver nanoparticles against Candida spp. Biometals, 30: 6333-6340.

- Park, H.J., Kim, S.H., Kim, H.J., and Choi, S.H., 2006. A new composition of nanosized silica-silver for control of various plant diseases. Plant Pathology, 22: 295-302.

- Saligkarias, L.D., Gravanis, F.T. and Epton, H.A., 2002. Biological control of Botrytis cinerea on tomato plants by the use of epiphytic yeast Canadia guilliermondii strains101 and us7 and Candida oleophila strain I-182: In vivo studies. Biological Control, 25: 143-150.

- Savithramma, N., Rao, M.L., Rukmini, K. and Devi, P.S., 2011. Antimicrobial activity of silver nanoparticles synthesized by using medicinal plants. International Journal of ChemTech Research, 3(3): 1394-1402.

- Sobhani, A., Abdossi, V., Zarinnia, V. and Oraghi Ardebili, Z., 2014. Evaluation of the antifungal activity of two plant essence on the qualitative and quantitative characteristics of strawberry fruit during storage condition. International Journal of Advanced Biological and Biomedical Research, 2(7): 2238-2246.

- Stoimenov, P.K., 2002. Metal oxide nanoparticles as bactericidal agents. Langmuir, 18(17): 6679-6686.

- Taghavi Fardood, S. and Ramezani, A., 2016. Green synthesis and characterization of copper oxide nanoparticles using coffee powder extract. Journal of Nanostructure, 6(2): 160-164.

- Wani, A.H. and Shah, M.A., 2012. A unique and profound effect of MgO and ZnO nanoparticles on some plant pathogenic fungi. Journal of Applied Pharmaceutical Science, 2(3): 40-44.

- Xu, J.F., Ji, W, Shen, Z.X., Tang, S.H., Ye, X.R., Jia, D.Z. and Xin, X.Q., 1999. Preparation and characterization of CuO nanocrystals. Journal of Solid State Chemistry, 147(2): 516-519.