اثر ضد باکتریایی نانوذرات نقره بیوسنتز شده، کیتوزان و ترکیب آنها بر باکتری های عامل آتشک و شانکر گوجه فرنگی
کد مقاله : 1804-23IPPC
نویسندگان
1زنجان، دانشگاه زنجان، دانشکده کشاورزی، گروه گیاهپزشکی
2گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
3دانشکده داروسازی، دانشگاه علوم پزشکی زنجان، زنجان، ایران
چکیده
بیماریهای باکتریایی از جمله آتشک و شانکر گوجهفرنگی همه ساله موجب خسارت قابلتوجهی به درختان میوه دانهدار و گوجهفرنگی میشوند و عملکرد این محصولات مهم و اقتصادی را کاهش میدهند. لزوم استفاده از روشهای کنترل بی خطر و سازگار با محیط زیست سبب توجه به استفاده از پتانسیلهای نانوذرات فلزی در مدیریت بیماریهای باکتریایی گیاهان شده است که علاوه بر حفاظت گیاه در مقابل عوامل بیماریزا سبب افزایش بازده محصول نیز میشوند. در بین انواع نانوذرات، در این مطالعه، خاصیت ضد باکتریایی نانوذرات نقره سنتز شده با استفاده از عصاره سماق، کیتوزان دارای درجهی انحلال پذیری بیشتر از 75 درصد و ترکیب آنها روی باکتری گرم منفی Erwinia amylovora عامل بیماری آتشک سیب و گلابی و باکتری گرم مثبت Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis (Cmm) عامل شانکر باکتریایی گوجهفرنگی به روش حداقل غلظت بازدارندگی در شرایط آزمایشگاه مورد بررسی قرار گرفت. به منظور تعیین زمان مرگ باکتریها از روش NCCLS (National Committee on Clinical Laboratory Standards) استفاده شد. بر اساس نتایج این تحقیق، نانوذرات نقره کروی شکل با اندازه میانگین 35 نانومتر سنتز شدند که حداقل غلظت بازدارندگی آنها برای E. amylovora و Cmm به ترتیب غلظتهای ppm 20 و ppm 13 و در کیتوزان غلظتهای ppm 2/0و ppm 1/0 بودند. در تیمارهای ترکیبی نانوذرات نقره- کیتوزان، غلظتهای ترکیبی ppm 2-ppm63/2 در E. amylovora و ppm 3-ppm94/6 در Cmm ممانعت از رشد را ایجاد کردند. زمان دقیق مرگ باکتریها در همهی آزمونها بلافاصله پس از مخلوط کردن نانوذرات با سوسپانسیون باکتریها بود. طبق این مطالعه بهترین خاصیت ضد باکتریایی را کیتوزان نشان داد که در غلظتهای بسیار پایین در هر دو باکتری گرم مثبت و گرم منفی مورد مطالعه بازدارندگی از رشد را ایجاد کرد. همچنین نانوذرات نقره و کیتوزان به تنهایی روی باکتری گرم مثبت CMM دارای حداقل غلظت بازدارندگی کمتری بودند، اما در حالت ترکیبی فعالیت ضد باکتریایی نانوذرات نقره روی هر دو باکتری بهبود یافت. از آنجایی که نانوذرات در چرخهی اکوسیستم، پایینترین سطح سمیت را از خود نشان دادهاند و همچنین به خاطر سنتز آسان، سریع و مقرون به صرفه، برای مدیریت بیماریهای باکتریایی گیاهی پس از انجام مطالعات تکمیلی قابل توصیه میباشند.
کلیدواژه ها
موضوعات
Title
Antibacterial effect of biosynthetic silver nanoparticles, chitosan and their composition on causal agents of fireblight and bacterial tomato canker
Authors
zahra Rabiei, Fatemeh Shahryari, somayeh sadighian
Abstract
Bacterial diseases such as fire blight and canker of tomato annually cause considerable damage to pome fruit trees and tomatoes and reduce yield of these important economic plants. The need for safe and environmentally friendly control methods has led to the upsurge in the research on metal nanoparticles and their potential application in the management of plant bacterial diseases that metal nanoparticles in addition to plant protection against pathogenic agents, increase yield crops. Among different types of nanoparticles in this study, the antibacterial properties of silver nanoparticles synthesized using sumac extracts, chitosan with a solubility degree of more than 75% and their composition on Erwinia amylovora, causal agent of fire blight (Gram negative bacterium) and Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis (Cmm), causal agent of tomato canker (Gram positive bacterium), were investigated by minimum inhibitory concentration (MIC) method in laboratory conditions. The death time of bacteria was determined with NCCLS method (National Committee on Clinical Laboratory Standards). Based on the results, spherical silver nanoparticles were synthesized with the average size of 35 nm which their minimum inhibitory concentration for E. amylovora and Cmm were 20 ppm and 13 ppm, respectively. The MIC of chitosan was 0.2 ppm and 0.1 ppm for E. amylovora and Cmm. The MIC of silver nanoparticles-chitosan composition was concentrations 2 ppm-2.63 ppm in E. amylovora and 3 ppm-6.94 ppm in Cmm. The death time of bacteria in all tests was immediately after mixing the nanoparticles with suspension of bacteria. According to this research, chitosan had the best antibacterial activity and its MIC for two types of bacteria was at very low concentrations. Also, the MICs of silver nanoparticles and chitosan were for cmm (Gram positive bacterium) lower than E. amylovora. In combination of silver nanoparticles with chitosan, the antibacterial activity of silver nanoparticles improved in two types of bacteria. Since nanoparticles in the ecosystem cycle exhibit the lowest toxicity levels, and due to easy, fast and cost-effective synthesis, are recommended in the management of plant bacterial diseases after supplementary studies.
Keywords
Antibacterial activity, green synthesis of nanoparticles, Minimum inhibitory concentration