The inhibition effect of some essential oils and nanocamposites and one Trichoderma species on some important Fusarium species

Enayati, Samire (2020) The inhibition effect of some essential oils and nanocamposites and one Trichoderma species on some important Fusarium species. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
51@.pdf

Download (1MB)

Abstract

Research Aim: To achieve sustainable agriculture, using the new methods and modern sciences is necessary. Fusarium is an important phytopathogenic fungal genus that has a broad hast range. F. graminearum (causal agent of wheat head blight), F. verticillioides (causal agent of maize Ear rot), F. brasilicum (causal agent of barley head blight), F. oxysporum (causal agent of tomato and lentis wilt) are the important phytopathogenic species. In this study, due to evaluation of antifungal effects of the medicinal plant essential oils (EOs), their inhibition on mycelial growth of fungi alone and in combination of nanoparticle-carrying system as well as nanoparticle (NM) was investigated. For this purpose, after preparing and reviewing the properties of EOs, NMs, (ZnO / EO (Zm)), (ZnO / EO (Ls)) nanocamposites and antagonistic fungi, their inhibitory effects on six important pathogenic Fusarium isolates were evaluated in vitro. Research method: To investigate the inhibitory effect of EOs on mycelial growth of phytopathogenic and antagonist fungi, EOs of Z. multiflora, Nepeta sp., Lavandula stoechas, L. officinalis and Artemisia dracunculus were extracted by distillation with water in Clevenger instrument and their chemical components were evaluated using a GC-MS device. The experiments were performed in six concentrations (0, 75, 150, 300, 600, and 1000 μl / L) with three replications by mixing with the PDA culture medium. Also, the effect of one nanomaterial (ZnO) and two nanocomposites (ZnO / EO (Z.m) and ZnO / EO (L.s)) on the Fusarium and Trichoderma species in the above six concentrations was investigated with three replications. The properties of nanocomposites prepared by SEM, BET, FT-IR, TGA, EDX, XRD, and DLS devices were studied. Z. multiflora EO was used to bind to zinc oxide nanomaterials by four methods: ultrasonic, reflux, microwave, and hydrothermal. Also, the inhibitory effect of the growth of six Fusarium isolates by two species of Trichoderma (T. harzianum UM334 and T. viride T125) was investigated by two methods, dual culture and the effect of antagonist volatile compounds. The inhibitory percentage of fungal growth in all experiments was calculated using the Abbot formula. Statistical analysis of the data was performed using SPSS software version 24 and Minitab software version 18, and the graphs were plotted with 2016 Excel software. Findings: The results of chromatographic-mass spectrometry analysis showed that thymol and carvacrol are the main components of Z. multiflora EO and nepetalactone and 8,1-cineole are the main components of L. stoechas EO. The results showed that Z. multiflora EO has the highest effect and A. dracunculus EO has the least effect on the mycelial growth of the studied fungi. The results also showed that Z. multiflora EO attached to ZnO had the greatest effect on the growth of Fusarium isolates and two antagonist fungi. Also, the effect of ZnO / EO (Z.m) was higher than pure ZnO and EO. TGA and FT-IR techniques confirmed the presence of plant EO molecules associated with zinc oxide. The interaction of T. viride on Fusarium isolates by dual culture was also better than T. harzianum. Conclusion: In this study, among the EOs, NMs and nanocomposites, ZnO / EO (Z.m) inhibit the mycelial growth of Fusarium species at a concentration of 1000 ppm due to the suitable spatial shape of ZnO, very small particle size and increasing distribution surface. Also, the results of growth inhibition by two species of Trichoderma against the Fusarium isolates by two methods, showed that T. viride in dual culture method act better than second one. According to the current findings, the ZnO-EO nanocomposite can be considered as a bio-rational and efficient alternative to conventional chemical fungicides after additional researches.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: بررسی تاثیر بازدارندگی چند اسانس و نانوکامپوزیت و یک گونه تریکودرما بر رشد برخی گونه‏های بیماری‏زای فوزاریوم
Persian Abstract: هدف: به ‏منظور دستیابی به کشاورزی پایدار، به‏کارگیری روش‏های نوین و علوم روز دنیا امری ضروری به نظر می‏رسد. جنس قارچی Fusarium از قارچ‏های مهم بیماریزای گیاهی است که دامنه میزبانی وسیعی دارد. قارچ‏های F. graminearum (عامل سوختگی فوزاریومی سنبله گندم)، F. verticillioides (عامل پوسیدگی بلال ذرت)، F. brasilicum (عامل سوختگی سنبله جو) و F. oxysporum f.sp. lentis و F. oxysporum f.sp. lycopercisi (عامل پژمردگی فوزاریومی گوجه‏فرنگی و عدس) از گونه‏های مهم بیماریزای گیاهی هستند. در این پژوهش، با هدف ارزیابی خواص ضدقارچی اسانس¬های گیاهی، بازدارندگی آنها بر روی رشد میسیلیومی قارچ‏ها به¬تنهایی و همراه با سيستم حامل نانوذرات و نیز نانوذرات تنها مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، بعد از تهیه و بررسی خصوصیات اسانس‏ها، نانوماده‏ها، کامپوزیت اکسید روی/اسانس آویشن‏شیرازی (Zno/EO (Z.m))، کامپوزیت اکسید روی/ اسانس اسطوخودوس (ZnO/EO (L.s)) و قارچ‏های آنتاگونیست، اثرات بازدارندگی آنها بر روی شش جدایه مهم بیماریزای فوزاریوم در شرایط آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار گرفت. روش‌شناسی پژوهش: برای بررسی اثر ضدقارچي اسانس¬ها روي شش جدایه قارچی فوزاریوم و دو گونه آنتاگونیست تریکودرما (Trichoderma harzianum و T. viride)، اسانس‏های آویشن‏شیرازی (Zataria multiflora)، پونه کوهی (Nepeta sp.)، اسطوخودوس گونه Lavandula stoechas، اسطوخودوس گونه L. officinalis و ترخون (Artemizia dracunculus) به روش تقطیر با آب و با دستگاه کلونجر استخراج شده و اجزای شیمیایی آنها با استفاده از دستگاه گاز کروماتوگرافی- طیف¬سنج جرمی (GC-MS) مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمایشات در شش غلظت (صفر، 75، 150، 300، 600 و 1000 میکرولیتر بر لیتر) با سه تکرار به روش اختلاط با محیط کشت PDA انجام شد. همچنین تاثیر یک نانوماده (ZnO) و دو نانوکامپوزیت (ZnO/EO (Z.m) و ZnO/EO (L.s)) بر روی جدایه¬های فوزاریوم و تریکودرما در شش غلظت فوق با سه تکرار بررسی شد. خواص نانو¬کامپوزیت¬های تهيه شده به وسیله‏ی دستگاه‎های SEM،BET ،FT-IR ،TGA ،EDX ، XRD و DLS مورد مطالعه قرار گرفت. از اسانس آویشن شیرازی برای اتصال به نانوماده اکسید روی به چهار روش التراسونیک، رفلاکس، ماکروویو و هیدروترمال استفاده شد. همچنین اثر بازدارندگی از رشد شش جدایه فوزاریوم به‏وسیله دو گونه تریکودرما (T. harzianum UM334 و T. viride T125) به دو روش کشت متقابل و اثر ترکیبات فرار آنتاگونیست مورد بررسی قرار گرفت. درصد بازدارندگی از رشد قارچ‏ها در تمام آزمایش¬ها با استفاده از فرمول آبووت محاسبه شد. تجزیه آماری داده‏ها با استفاده از نرم افزار آماری SPSS نسخه 24 و نرم‏افزار minitab نسخه 18 صورت گرفت و نمودارها با نرم افزار2016 Excell رسم شدند. یافته‎ها: نتایج آنالیز کروماتوگرافی- طیف¬سنج جرمی نشان داد که تیمول و کارواکرول، ترکیبات اصلی اسانس آویشن شیرازی و نپتالاکتون و 1،8-سینئول ترکیبات اصلی پونه کوهی محسوب می‏شوند. نتایج نشان داد که اسانس آویشن‏شیرازی بیش‏ترین و اسانس ترخون کم‏ترین تاثیر را روی رشد میسلیومی قارچ‏های مورد بررسی دارند. همچنین نتایج نشان داد که اسانس آویشن‏شیرازی متصل به ZnO بیشترین تاثیر را بر روی رشد شش جدایه قارچ فوزاریوم و دو قارچ آنتاگونیست داشته‏ است. علاوه بر آن، تاثیر نانوماده‎ حاوی اسانس آویشن‏شیرازی بیشتر از اسانس خالص و نانوماده ZnO بود. تكنیک‏هایTGA و FT-IR حضور مولكول‏های اسانس‏های گیاهي به همراه اکسید روی تهیه شده را تأیید نمودند. عملکرد قارچ آنتاگونیست T. viride روی شش گونه از قارچ فوزاریوم به روش کشت متقابل نیز بهتر از T. harzianum بود. نتیجه‌گیری: در این تحقیق، از بین اسانس¬ها، نانوماده و نانوکامپوزیت‎ها، کامپوزیت اکسیدروی-اسانس آویشن‎شیرازی ZnO/EO (Z.m) به دلیل شکل فضایی مناسب، اندازه ذرات بسیار کوچک و افزایش سطح توزیع‏، توانست صد درصد مانع رشد میسیلیومي گونه¬هاي فوزاريوم شود. همچنین نتایج حاصل از بررسی خاصیت بازدارندگی از رشد به وسیله‏ی دو گونه تریکودرما علیه گونه‏های بیماری‏زای فوزاریوم به دو روش کشت متقابل و تاثیر ترکیبات فرار نیز نشان داد که گونه T. viride در روش کشت متقابل، علیه این قارچ‏های بیماری‏زا موفق‎تر عمل کرد. به¬طور کلی به¬نظر می¬رسد کامپوزیت اکسید روی- اسانس آویشن‎شیرازی ZnO/EO(Z.m) به عنوان یک قارچکش زیستی می‎تواند پس از تحقيقات تکميلي، جایگزین مناسبی برای قارچکش‏های شیمیایی متداول به منظور مدیریت بیماری‎های قارچی باشد.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Davari, MehdiUNSPECIFIED
Habibi-Yangjeh, AzizUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Ebadollahi, AsgarUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Plant Protection
Divisions > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Plant Protection
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Plant Protection
Divisions: Subjects > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Plant Protection
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Plant Protection
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Plant Protection
Date Deposited: 28 Sep 2021 07:10
Last Modified: 28 Sep 2021 07:10
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/13443

Actions (login required)

View Item View Item