Synteza i charakterystyka fizykochemiczna nanocząstek srebra oraz ocena ich toksyczności w stosunku do grzybów z gatunku Fusarium culmorum izolowanych z pszenicy ozimej

• Autorzy: Wolny-Koladka K. , Malina D. , Sobczak-Kupiec A. , Wzorek Z.

Warianty tytułu

EN

Synthesis and physicochemical characteristics of the silver nanoparticles and evaluation of their toxicity to fungi of the species Fusarium culmorum isolated from winter wheat

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Poszukując alternatywy dla toksycznych środków ochrony roślin, podjęto badania mające na celu ocenę przydatności nanocząstek srebra syntetyzowanych na drodze redukcji chemicznej do zwalczania grzybów z gatunku Fusarium culmorum. Do badań prowadzonych na terenie województwa małopolskiego pobrano 218 kłosów pszenicy ozimej z objawami fuzariozy. Kłosy po odkażeniu wykładano na podłoże PDA (agar glukozowo-ziemniaczany) i inkubowano w 24oC przez 7 dni. Fragmenty wyrośniętej grzybni przeszczepiano na kolejne szalki Petriego z podłożem PDA w celu izolacji czystych szczepów. Zgromadzono 79 szczepów należących do gatunku Fusarium culmorum. Synteza nanocząstek srebra (Agnano ) przebiegała na drodze redukcji chemicznej z zastosowaniem wybranego stabilizatora. Przeprowadzono badania spektroskopowe w zakresie UV-Vis oraz oceniono morfologię nanocząstek przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego. Wpływ nanocząstek srebra na wzrost szczepów Fusarium culmorum badano dodając w odpowiednich proporcjach Agnano do pożywki, a następnie zaszczepiając na niej 5 mm fragmenty grzybni, kontrolę stanowiło podłoże bez dodatku nanostruktur. Na podstawie przeprowadzonych analiz stwierdzono grzybobójcze działanie testowanych nanocząstek srebra. Za minimalne stężenie hamujące wzrost szczepów Fusarium culmorum uznano 60 ppm.

EN

Searching for alternatives to toxic pesticides, studies were conducted to evaluate the usefulness of silver nanoparticles synthesized by chemical reduction to combat the fungi of the species Fusarium culmorum. The research was conducted in the Małopolskie voivodship, were collected 218 ears of winter wheat with symptoms of fusariosis. Ears after disinfection were placed on PDA medium and incubated at 24°C for 7 days. Fragments of the grown mycelium were inoculated onto another Petri dish of PDA medium for the isolation of pure strains. Collected 79 strains belonging to the species of F. culmorum. The synthesis of silver nanoparticles proceeded by chemical reduction using a suitable stabilizer. Spectroscopic studies were carried out in the UV-Vis and the morphology of nanoparticles by using a scanning electron microscope. Effect of silver nanoparticles on the growth of F. culmorum strains were tested by adding of suitable proportions appropriate concentrations of the Agnano to medium. Then the prepared medium was inoculated with 5 mm mycelial fragments, control was the medium without the addition of nanostructures. Based on the research can be concluded that silver nanoparticles possess fungicidal properties. The minimum inhibitory concentration for growth of strains of F. culmorum was 60 ppm.

Słowa kluczowe

PL

pszenica ozima; ochrona roslin; uprawa roslin; srebro; nanoczastki srebra; charakterystyka fizykochemiczna; grzyby; Fusarium culmorum; toksycznosc

• Wydawca: -
• Czasopismo: Polish Journal of Agronomy
• Rocznik: 2013
• Numer: 15
• Opis fizyczny: s.69-74,rys.,bibliogr.

Twórcy

autor

Wolny-Koladka K.

• Katedra Mikrobiologii, Uniwersytet Rolniczy im.Hugona Kołłątaja w Krakowie, al.Mickiewicza 24/28, 30-059 Kraków

autor

Malina D.

• Katedra Technologii Nieorganicznej i Biotechnologii Środowiska, Instytut Chemii i Technologii Nieorganicznej, Politechnika Krakowska, ul.Warszawska 24, 31-155 Kraków

autor

Sobczak-Kupiec A.

• Katedra Technologii Nieorganicznej i Biotechnologii Środowiska, Instytut Chemii i Technologii Nieorganicznej, Politechnika Krakowska, ul.Warszawska 24, 31-155 Kraków

autor

Wzorek Z.

• Katedra Technologii Nieorganicznej i Biotechnologii Środowiska, Instytut Chemii i Technologii Nieorganicznej, Politechnika Krakowska, ul.Warszawska 24, 31-155 Kraków

Bibliografia

• Bai G.H., Shaner G.E., 1994. Scab of wheat: prospects for control. Plant Dis., 78: 760-766.
• Biłaj W.J., 1977. Fuzarii. Kijew, Naukowa Dumka, 441 ss.
• Chełkowski J., 1985. Mycotoxins producing fungi and fungal diseases. Wyd. SGGW – AR, Warszawa.
• Domsch K.H, Gams W., Anderson T.H., 1980. Compendium of Soil Fungi. Londyn.
• Egger S., Lehmann R.P., Height M.J., Loessner M.J., Schuppler M., 2009. Antimicrobial properties of a novel silver-silica nanocomposite material. Appl. Environ. Microbiol., 75(9): 2973-2976.
• Falkiewicz-Dulik M., Macura A.B., 2008. Nanosrebro jako substancja biostabilizująca materiały obuwnicze w profilaktyce grzybicy stóp. Mikolog. Lek., 15(3): 145-150.
• Gilman, J.C., 1971. A Manual of Soil Fungi, 2nd Ed. Iowa State College Press, Ames, Iowa, 450 ss.
• Jones R.K., 2000. Assessment of Fusariumhead blight of wheat and barley in response to fungicide treatment. Plant Dis., 84: 1021-1030.
• Kasprowicz M., Gorczyca A., Koziol M., 2010. The effect of Silver Nanoparticles on phytopathogenic spores of Fusarium culmorum. Can. J. Microbiol., 56: 1-7.
• Kim K.J., Sang-Sung W., Moon S.K., Choi J.S., Kim J.G., Lee D.G., 2008. Antifungal Effect of Silver Nanoparticles on Dermatophytes. J. Microbiol. Biotechnol., 18(8): 1482-1484.
• Kim W.S., Jung J.H., Lamsal K., Kim Y.S., Min S.J., Lee Y.S., 2012. Antifungal Effects of Silver Nanoparticles (AgNPs) against Various Plant Pathogenic Fungi. Mycobiology, 40(1): 53-58.
• Kowalska J., 2011. Metody zastąpienia miedzi w ochronie warzyw i ziół uprawianych w rolnictwie ekologicznym. Instytut Ochrony Roślin - Państwowy Instytut Badawczy w Poznaniu
• Kwaśna H., Chełkowski J., Zajkowski P., 1991. Fusarium. Grzyby, t. 22, PAN, Warszawa – Kraków.
• Lamsal K., Kim S.W., Jung J.H., Kim Y.S., Kim K.S., Lee Y.S., 2011. Application of Silver Nanoparticles for the Control of Colletotrichum Species In Vitro and Pepper Anthracnose Disease in Field. Mycobiology, 39(1): 194-199.
• Ławecki T., Korbas M., 2002. Reactions of barley cultivars to infection with blight fungus of the genus Fusarium. Post. Ochr. Rośl./Progr. Plant Protect., 42: 869-871.
• Macura A.B., 2008. Diagnostyka grzybów. Cz. II. Diagnostyka grzybów pleśniowych. Diagnosta Labor., 3(18): 4-5.
• Malina D., Sobczak-Kupiec A., Kowalski Z., 2010. Nanocząsteczki srebra – przegląd chemicznych metod syntezy. Czasopis. Chem., Wyd. Politechniki Krakowskiej, 1: 183-192.
• Marcinowska J., 2003. Oznaczanie rodzajów grzybów ważnych w patologii roślin. Fundacja Rozwój SGGW, Warszawa.
• Mesterhazy A., 2002. Theory and practice of the breeding for Fusarium head blight resistance in wheat. J. Appl. Genet., 43A: 289-302.
• Miedaner T., 1997. Breeding wheat and rye for resistance to Fusarium diseases. Plant Breed., 116: 201-220.
• Milus E.A., Parsons C.E., 1994. Evaluation of foliar fungicides for controlling Fusarium head blight of wheat. Plant Dis., 78: 697-699.
• Min J.S., Kim K.S., Kim S.W., Jung J.H., Lamsal K., Kim S.B., 2009. Effects of Colloidal Silver Nanoparticles on Sclerotium-Forming Phytopathogenic Fungi. Plant Pathol. J., 25(4): 376-380.
• Navarro E., Baun A., Behra R., Hartmann N.B., Filser J., Miao A.-J., 2008. Environmental behavior and ecotoxicity of engineered nanoparticles to algae, plants, and fungi. Ecotoxicology., 17(5): 372-386.
• Sabatini C.A., Pereira R.V., Gehlen M.H., 2007. Fluorescence modulation of acridine and coumarin dyes by silver nanoparticles, J. Fluoresc., 17: 377-382.
• Sharon M., Choudhary A.K., Kumar R., 2010. Nanotechnology in agricultural diseases and food safety. J. Phytol., 2(4): 83-92.
• Simpson D.R., Weston G.E., Turner J.A., Jennings P., Nicholson P., 2001. Differential control of head blight of wheat by fungicides and consequences for mycotoxin contamination of grain. Eur. J. Plant. Pathol., 107: 421-431.
• Slistan-Grijalva A., Herrera-Urbina R., Rivas-Silva J.F., Avalos-Borja M., Castillon-Barraza F.F., Posada-Amarillas A., 2005. Classical theoretical characterization of the surface plasmon absorption band for silver spherical nanoparticles suspended in water and ethylene glycol, Physica, E 27: 104-112.
• Sobczak-Kupiec A., Burgieł Z.J., Wójcik A., Malina D., Wzorek Z., 2012. Wpływ suspensji nanocząstek srebra i złota na wzrost wybranych fitopatogenicznych grzybów. Przem. Chem., 9/91: 1816-1819.
• Sönnichsen C., Franzl T., Wilk T., Plessen G., Feldmann J., 2002. Plasmon resonances in large noble-metal clusters. NJPh, 4: 93.1-93.8.
• Suchorzyńska M., Misiewicz A., 2009. Mycotoxigenic phythopathogenic fungi of Fusarium genus and their identification by PCR techniques. Post. Mikrobiol., 48(3): 221-230.
• Wzorek Z., Konopka M., 2007. Nanosrebro – nowy środek bakteriobójczy. Czasopis. Chem., Wyd. Politechniki Krakowskiej, 1: 175-181.