Control of gray mold disease agent Botrytis cinerea on cucumber Cucumis sativusby peppermint Mentha piperita L. essential oil mixed nanoparticles

Abstract

Nanoteknoloji, yakın gelecekte mevcut bitki koruma kontrol protokollerini iyileştirebilecek bir potansiyele sahiptir. Hıyarda (Cucumis sativus L.) kurşuni küf hastalığı (Botrytis cinerea Pers.) üzerinde ZnO, CuO ve AgNO3 nano partikülü ve nane (Mentha piperita L.) uçucu yağı nanopartikül karışımlarının antifungal etkisi in vitro ve in vivo olarak test edilmiştir. Kurşuni küf gelişimi üzerine 5, 50, 100, and 200 mg/l konsantrasyonlardaki nano ZnO, CuO ve AgNO3'ın antifungal etkisi in vitro olarak tespit edilmiştir. Ayrıca in vitro koşullarda 50 ve 200 mg/l konsantrasyonda ZnO, CuO ve AgNO3 0, 10, 20, 40, 80, 160, 320 ve 640 µl/l nane uçucu yağı ile karıştırılarak yaprak diskleri üzerinde kurşuni küf gelişimi test edilmiştir. Sera koşullarında nanomateryal 0, 50 ve 200 mg/l konsantrasyonlarda 80 ve 160 µl/l uçucu yağla karıştırılıp tüm bitki üzerine uygulanarak in vivo antifungal etkisi belirlenmiştir. In vitro denemeleri nanomateryalirin koloni oluşumu üzerinde baskılayıcı etkiye sahip olduğunu göstermiştir. In vivo inokülasyon denemeleri ise ZnO, CuO ve AgNO3 nano partikülerinin hıyar üzerinde sporların koloni oluşumunu azalttığını ve hastalığın ilerlemesini engellediğini teyit etmiştir. Nano ZnO, CuO ve AgNO3 partiküllerinin antifungal etkisi uçucu yağ ile birlikte karışım olarak kullanıldığında önemli derecede artmıştır. Nano partiküllerin ve uçucu yağın antifungal etkisi nano partikül konsantrasyonunun artışıyla birlikte artmıştır. Anahtar kelimeler: AgNO3, Botrytis cinerea, Cucumis sativus, CuO, hıyar, nanopartikül, Mentha piperita, uçucu yağ, ZnO

Nanotechnology have great potential to improve existing crop control protocols in the near future. The antifungal activity of ZnO, CuO and AgNO3 nanoparticles and their mixtures with mint (Mentha piperita L.) essential oil were tested in vitro and in vivo to control gray mold disease (Botrytis cinerea Pers.) on cucumber (Cucumis sativus L.). The 0, 5, 50, 100, and 200 mg/l concentrations of Nano ZnO CuO and AgNO3 were used to determine their antifungal effect in vitro growth of Botrytis cinerea. 50 and 200 mg/l of AgNO3 nanomaterials alone and its essential oil mix with 10, 20, 40, 80, 160, 320 and 640µl/l concentrations were tested on B. cinerea growth on cucumber leaf disc in vitro. Also 0, 50 and 200 mg/l of Nano ZnO, CuO and AgNO3 were used alone and mixed with 80 and 160 µl/l mint essential oil in an in vivo whole plant experiment to test their antifungal effect on B. cinerea. In vitro petri dish assays showed that nanoparticles had significant inhibitory effect on the colony formation of B. cinerea. In vivo inoculation assays further confirmed that AgNO3 nanoparticles significantly decreased colony formation of spores and disease growth on cucumber. Antifungal activity of Nano ZnO, CuO and AgNO3 significantly increased when mixed with mint essential oil. Antifungal effects of nanoparticles and essential oil increased as their concentrations increased. Key words: AgNO3, Botrytis cinerea, Cucumis sativus, CuO, essential oil, Mentha piperita, cucumber, nanoparticles, ZnO.