Биологическая эффективность наночастиц хитозана и экстракта почек тополя черного в отношении сухой гнили картофеля

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Цель исследования - оценка эффективности наночастиц хитозана (CSNP) и экстракта почек тополя черного (BpE) для защиты клубней картофеля от послеуборочной фузариозной сухой гнили. Высоковирулентный изолят Fusarium выделен из зараженных естественным путем клубней в Астраханской области, подвергнут молекулярной идентификации с использованием гена ITS-rDNA и идентифицирован как Fusarium sumbucinum . CSNP успешно получены методом ионного гелеобразования с размером в диапазоне от 79,4 до 186,4 нм, наблюдаемым с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), и положительным дзета-потенциалом 53,1 мВ. CSNP при концентрации 2 г/л и BpE при концентрации 40 г/л полностью подавляли рост грибов рода Fusarium на среде КДА in vitro . CSNP в дозе 20 г/т и BpE в дозе 400 г/т значительно снизили частоту сухой гнили при естественном заражении в течение 8 месяцев хранения на 54,7 и 58,5 %, а также снизили индекс заболеваемости на 65,7 и 72,3 % соответственно, и между этими двумя обработками не было существенной разницы. Эти результаты демонстрируют потенциал наночастиц хитозана и экстракта почек тополя черного для защиты клубней картофеля от грибковой послеуборочной гнили.

Полный текст

-
×

Об авторах

Елсайед Мохаммед Зеитар

Даманхурский университет; Астраханский государственный университет им. В.Н. Татищева

Автор, ответственный за переписку.
Email: elsayedzeitar@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-2106-556X
Scopus Author ID: 57221497255

аспирант, кафедра биотехнологии, биоэкологии, почвоведения и управления земельными ресурсами, агробиологический факультет, Астраханский государственный университет им. В.Н. Татищева; ассистент кафедры фитопатологии сельскохозяйственного факультета, Даманхурский университет

Российская Федерация, 414056, г. Астрахань, ул. Татищева, д. 20а; Египет, 22516, г. Даманхур, площадь Джалала Курайтема, д. 27

Людмила Тимофеевна Сухенко

Астраханский государственный университет им. В.Н. Татищева

Email: sukhenko@list.ru
ORCID iD: 0000-0001-5841-655X
SPIN-код: 8200-1324
ResearcherId: GWN-0323-2022

доктор биологических наук, профессор, доцент кафедры микробиологии

Российская Федерация, 414056, г. Астрахань, ул. Татищева, д. 20а

Сабах Раби Мохаммед

Даманхурский университет

Email: srabie106@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-1995-0730
Scopus Author ID: 57221498810

кандидат сельскохозяйственных наук, кафедра защиты растений, сельскохозяйственный факультет

Египет, 22516, г. Даманхур, площадь Джалала Курайтема, д. 27

Список литературы

  1. Gachango E, Kirk W, Hanson L, Rojas A, Tumbalam P, Shetty K. First report of in vitro fludioxonilresistant isolates of Fusarium spp. causing potato dry rot in Michigan. Plant Dis. 2011;95(2):228. doi: 10.1094/ PDIS-10-10-0737
  2. Choiseul J, Allen L, Carnegie SF. Fungi causing dry tuber rots of seed potatoes in storage in Scotland. Potato Res. 2006;49:241-253. doi: 10.1007/s11540-007-9020-y
  3. Hooker WJ. (ed.) Compendium of potato diseases. St. Paul, Minn: American Phytopathological Society; 1981.
  4. Carnegie SF, Ruthven AD, Lindsay DA, Hall TD. Effects of fungicides applied to seed potato tubers at harvest or after grading on fungal storage diseases and plant development. Ann Appl Biol. 1990;116(1):61-72. doi: 10.1111/j.1744-7348.1990.tb06586.x
  5. Mohammed SR, Eskov ID, Zeitar EM. Combined influence of chitosan and calcium chloride on fusarium dry rot disease under field conditions. Open Agric J. 2020;14(1):339-344. doi: 10.2174/1874331502014010339 EDN: XMINLQ
  6. Calo JR, Crandall PG, O’Bryan CA, Ricke SC. Essential oils as antimicrobials in food systems - A review. Food Control. 2015;54:111-119. doi: 10.1016/j.foodcont.2014.12.040
  7. Bradshaw HD, Ceulemans R, Davis J, Stettler R. Emerging model systems in plant biology: Poplar (Populus) as a model forest tree. J Plant Growth Regul. 2000;19(3):306-313. doi: 10.1007/s003440000030 EDN: ASTECB
  8. Greenaway G, May J, Scaysbrook T, Whatley FR. Compositions of bud and leaf exudates of some populus species compared. Z Für Naturforschung C. 1992;47c:329-334. doi: 10.1515/znc-1992-0602
  9. Gharib HA, Mandour AM. Effect of Populus nigra spring and autumn leaves extract on Capsicum annuum infected with pepper mild mottle virus. Scientific Reports. 2022;12:22194. doi: 10.1038/s41598-022-24786-2 EDN: HFFQVK
  10. Zeitar EM, Eskov ID, Mohammed SR. Combined effect of chitosan and calcium chloride on potato black scurf disease under field conditions. Plant Archives. 2020;20(2):6124-6130.
  11. Mohammed SR, Eskov ID, Zeitar EM. Effect of chitosan and calcium chloride application on tuber yield and vegetative parameters against potato gangrene under field conditions. Plant Archives. 2020;20(2):3149-3153.
  12. Mandal S, Kar I, Mukherjee AK, Acharya P. Elicitor-Induced Defense Responses in Solanum lycopersicum against Ralstonia solanacearum. Sci World J. 2013;2013(1):561056. doi: 10.1155/2013/561056
  13. Okińczyc P, Szumny A, Szperlik J, Kulma A, Franiczek R, Żbikowska B, et al. Profile of polyphenolic and essential oil composition of Polish propolis, black poplar and aspens buds. Molecules. 2018;23(6):1262. doi: 10.3390/molecules23061262 EDN: YGSOGT
  14. Yikilmazsoy G, Tosun N. Characterization of Fusarium sambucinum isolates associated with potato dry rot and evaluation of cultivar susceptibility and fungicides. Turk J Agric For. 2021;45(2):222-233. doi: 10.3906/tar-2006-100 EDN: PORSGE
  15. Leslie JF, Summerell BA. The Fusarium laboratory manual. Blackwell Publishing; 2006. doi: 10.1002/9780470278376 EDN: SRFUQN
  16. Liu A, Bao F, Li M, Shi M, Shen P. Biodiversity of cultivable fungi in hair samples from tree shrews. Advanced Research Journal of Immunology and Virology. 2013;1(4):069-072.
  17. Baturo-Ciesniewska A, Leszek L, Grabowski A, Lukanowski A. Characteristics of Polish isolates of Fusarium sambucinum: Molecular identification, pathogenicity, diversity and reaction to control agents. American Journal of Potato Research. 2014;92:49-61. doi: 10.1007/s12230-014-9410-z EDN: VTDLME
  18. Thompson JD, Gibson TJ, Higgins DG. Multiple sequence alignment using ClustalW and Clustal X. Curr Protoc Bioinforma. 2002;00(1):2.3.1-2.3.22. doi: 10.1002/0471250953.bi0203s00
  19. Hall TA. Bioedit: a user-friendly biological sequence alignment editor and analysis program for Windows 95/98/ NT. Nucleic acids symposium series. 1999;(41):95-98.
  20. Tamura K, Peterson D, Peterson N, Stecher G, Nei M, Kumar S. MEGA5: Molecular evolutionary genetics analysis using maximum likelihood, evolutionary distance, and maximum parsimony methods. Molecular biology and evolution. 2011;28(10):2731-2739. doi: 10.1093/molbev/msr121
  21. Keawchaoon L, Yoksan R. Preparation, characterization and in vitro release study of carvacrol-loaded chitosan nanoparticles. Colloids Surf B Biointerfaces. 2011;84(1):163-171. doi: 10.1016/j.colsurfb.2010.12.031
  22. Askarne L, Talibi I, Boubaker H, Boudyach EH, Msanda F, Saadi B, et al. In vitro and in vivo antifungal activity of several Moroccan plants against Penicillium italicum, the causal agent of citrus blue mold. Crop Prot. 2012;40:53-58. doi: 10.1016/j.cropro.2012.04.023
  23. Гусев С.А., Назаренко Л.Г., Сазонова З.В. Сортовые особенности семенного и продовольственного картофеля при хранении // Технология производства картофеля. 1987. С. 106-114.
  24. Бебре Г.Т. Разработка методов оценки клубней картофеля на устойчивость к фузариозной гнили и изучение селекционного материала по этому признаку : автореф. дис. … канд. с.-х. наук. М., 1988.
  25. Peters JC, Lees AK, Cullen DW, Sullivan L, Stroud GP, Cunnington AC. Characterization of Fusarium spp. responsible for causing dry rot of potato in Great Britain. Plant Pathol. 2008;57(2), 262-271. doi: 10.1111/j.1365-3059.2007.01777.x
  26. Aydin MH, Pala F, Kaplan C. Potato tuber sprout rot caused by Fusarium sambucinum in Turkey. Sci Pap Ser Agron. 2016;59:189-193.
  27. Oluoch G, Matiru V, Mamati EG, Nyongesa M. Nanoencapsulation of Thymol and Eugenol with Chitosan Nanoparticles and the Effect against Ralstonia solanacearum. Adv Microbiol. 2021;11(12):723-739. doi: 10.4236/aim.2021.1112052 EDN: KTJMAC
  28. Shetta A, Kegere J, Mamdouh W. Comparative study of encapsulated peppermint and green tea essential oils in chitosan nanoparticles: Encapsulation, thermal stability, in-vitro release, antioxidant and antibacterial activities. Int J Biol Macromol. 2019;126:731-742. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2018.12.161
  29. Jamil B, Abbasi R, Abbasi S, Imran M, Khan SU, Ihsan A, et al. Encapsulation of cardamom essential oil in chitosan nano-composites: In-vitro efficacy on antibiotic-resistant bacterial pathogens and cytotoxicity studies. Front Microbiol. 2016;7:1580. doi: 10.3389/fmicb.2016.01580 EDN: XZKQUP
  30. Antoniou J, Liu F, Majeed H, Qi J, Yokoyama W, Zhong F. Physicochemical and morphological properties of size-controlled chitosan-tripolyphosphate nanoparticles. Colloids Surf Physicochem Eng Asp. 2015;465:137-146. doi: 10.1016/j.colsurfa.2014.10.040
  31. Mohammadi A, Hashemi M, Hosseini SM. Nanoencapsulation of Zataria multifl essential oil preparation and characterization with enhanced antifungal activity for controlling Botrytis cinerea, the causal agent of gray mould disease. Innov Food Sci Emerg Technol. 2015;28:73-80. doi: 10.1016/j.ifset.2014.12.011
  32. Mohammed SR, Zeitar EM, Eskov ID. Inhibition of mycelial growth of Rhizoctonia solani by chitosan in vitro and in vivo. Open Agric J. 2019;13:156-161. doi: 10.2174/1874331501913010156 EDN: NKPCVH
  33. Mohammadi A, Hashemi M, Hosseini SM. Chitosan nanoparticles loaded with Cinnamomum zeylanicum essential oil enhance the shelf life of cucumber during cold storage. Postharvest Biol Technol. 2015;110:203-213. doi: 10.1016/j.postharvbio.2015.08.019

© Зеитар Е.М., Сухенко Л.Т., Мохаммед С.Р., 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах