Phù Gia Linh , Võ Hoàng Việt Quốc , Dương Thế Long Nguyễn Phạm Anh Thi *

* Tác giả liên hệ (npathi@ctu.edu.vn)

Abstract

This study was conducted with the main purpose of investigating the inhibition ability of nanoparticles (Ag, ZnO) and essential oils (orange, grapefruit, and lemongrass) against Neoscytalidium sp. causing brown spot disease in Dragon fruit, which can serve as a foundation for researching biological products made from nanoparticles and essential oils. The fungus was isolated from the infected stem of Hylocereus costaricensis, collected from Long An province and treated with  12.5 ppm, 25 ppm, 50 ppm, and 100 ppm of nanoparticles (Ag, ZnO) and 12.5%, 25%, 50%, and 100% of essential oils (orange, grapefruit, and lemongrass). The results showed that the inhibitory effect value of silver nanoparticles was highest at 25 ppm concentration (59,61 %), while zinc oxide nanoparticles gave the highest inhibitory effect at 100 ppm concentration (65.91%). By using 100% concentration of orange essential oil, the pathogenic fungus was strongly inhibited (77.69%). After three transplanting days, the mycelium of Neoscytalidium sp. was not grown under conditions of 100%, 50%, 25%, and 12.5% of grapefruit and lemongrass essential oils. Therefore, the concentrations evaluated could effectively control the fungus Neoscytalidium sp.

Keywords: Brown spot disease, essential oils, Hylocereus costaricensis nano, Neoscyralidium sp

Tóm tắt

Nghiên cứu được thực hiện với mục tiêu chính là khảo sát khả năng ức chế nấm Neoscytalidium sp. gây bệnh đốm nâu trên cây thanh long ruột đỏ bằng hạt nano (Ag, ZnO) và tinh dầu (cam, bưởi, sả), tạo tiền đề cho các nghiên cứu chế phẩm sinh học từ vật liệu nano và tinh dầu. Việc khảo sát ức chế nấm gây bệnh đốm nâu phân lập được từ thân thanh long ruột đỏ nhiễm bệnh ở Long An với nồng độ nano Ag, ZnO lần lượt là 12,5 ppm, 25 ppm, 50 ppm và 100 ppm và nồng độ tinh dầu cam, bưởi, sả lần lượt là 12.5 %, 25%, 50% và 100%. Kết quả cho thấy, nano Ag cho hiệu quả ức chế cao nhất ở nồng độ 25 ppm (59,61 %) trong khi  Nano ZnO cho hiệu quả ức chế cao nhất ở nồng độ 100 ppm (65,91 %). Ở nồng độ tinh dầu cam 100%, hiệu quả ức chế là cao nhất (77,69 %). Sau 3 ngày cấy và quan sát, trong điều kiện tinh dầu bưởi và tinh dầu sả ở nồng độ 100%, 50%, 25% và 12,5% ...

Từ khóa: Bệnh đốm nâu, nano, Neoscytalidium sp., thanh long ruột đỏ, tinh dầu

Article Details

Tài liệu tham khảo

Bennett, R. J., & Turgeon, B. G. (2016). Fungal Sex: The Ascomycota. Microbiology Spectrum, 4(5), 115–145. https://doi.org/10.1128/microbiolspec.funk-0005-2016

Brayner, R., Ferrari-Iliou, R., Brivois, N., Djediat, S., Benedetti, M. F., & Fievet, F. (2006). Toxicological impact studies based on Escherichia coli bacteria in ultrafine ZnO nanoparticles colloidal medium. Nano Lett, 6, 866–870.

Carson, C. F., Mee, B. J., & Riley, T. V. (2002). Mechanism of Action of Melaleuca alternifolia (Tea Tree) Oil on Staphylococcus aureus Determined by Time-Kill, Lysis, Leakage, and Salt Tolerance Assays and Electron Microscopy. Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 46(6), 1914–1920. https://doi.org/10.1128/aac.46.6.1914-1920.2002

Chanthaphon, S., Chanthachum, S., & Hongpattarakere, T. (2008). Antimicrobial activities of essential oils and crude extracts from tropical Citrus spp. against food-related microorganisms. Songklanakarin Journal of Science and Technology (SJST), 30, 125-131.

Châu, N. H., Thúy, N. T., Hiền, Đ. T., Mai, H. T., Quang, N. V., Long, P. H., Ngọc, N. T. B., & Thiêu, T. T. P. (2017). Nghiên cứu khả năng ức chế nấm gây bệnh trên cây đậu tương của vật liệu nano ag/bentonite. Tạp chí Công nghệ sinh học, 15(2), 349-357.

Crous, P. W., Slippers, B., Wingfield, M. J., Rheeder, J., Marasas, W. F., Philips, A. J., Alves, A., Burgess, T., Barber, P., & Groenewald, J. Z. (2006). Phylogenetic lineages in the Botryosphaeriaceae. Studies in Mycology, 55, 235–253. https://doi.org/10.3114/sim.55.1.235

Hà, N. N. N., Linh, L. T., Liên, P. T. K., Hà, T. T. M., Hương, N. T., & Đông, L. M. (2017). Khảo sát ảnh hưởng của tinh dầu quế, sả chanh, húng quế, bạc hà và tác dụng kết hợp của chúng tới Saccharomyces cerevisiae và Aspergillus niger. Kỷ Yếu Kỷ Niệm 35 Năm Thành Lập Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm Hồ Chí Minh (1982 - 2017) (trang 277–286). https://jstf.hufi.edu.vn/uploads/files/so-tap-chi/nam-2017/ky-yeu/(127–134).pdf

Hạnh, H. C., Nhung, N. H., Hương, T. T., Chi, T. Q., Khánh, P. D., Sơn, H. A., Alexandrovna, K. L., & Petrovich, S. V. (2020). Hoạt tính kháng nấm của nano bạc đối với một số nấm gây bệnh trên cây trồng trong điều kiện in vitro. Bản B của Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ Việt Nam, 62(9). https://b.vjst.vn/index.php/ban_b/article/view/811

Hiền, Ô. T. M., Liên, N. T., Huyền, N. T. M., & Anh, T. Đ. (2016). Phân lập vi khuẩn đối kháng nấm Neoscytalidium dimidiatum (Penz.) gây bệnh đốm trắng trên thanh long từ đất vùng rễ cây thanh long (Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học do sinh viên thực hiện). Trường Đại học Cần Thơ.

Huang, S. K., Tangthirasunun, N., Phillips, A. J. L., Dai, D. Q., Wanasinghe, D. N., Wen, T. C., Bahkali, A. H., Hyde, K. D., & Kang, J. C. (2016). Morphology and Phylogeny of Neoscytalidium orchidacearum sp. nov. (Botryosphaeriaceae). Mycobiology, 44(2), 79–84.

Hung, P. V., Chi, P. T. L., & Phi, N. T. L. (2013). Comparison of antifungal activities of Vietnamese Citrus essential oils. Natural Product Research, 27(4–5), 506–508. https://doi.org/10.1080/14786419.2012.706293

Jesús, A., Wilhelm, H., & Rosa, N. (2006). Fungal responses to reactive oxygen species. Medical Mycology, 44(s1), 101–107. https://doi.org/10.1080/13693780600900080

Kim, K. J., Sung, W. S., Suh, B. K., Moon, S. K., Choi, J. S., Kim, J. G., & Lee, D. G. (2008). Antifungal activity and mode of action of silver nano-particles on Candida albicans. BioMetals, 22(2), 235–242. https://doi.org/10.1007/s10534-008-9159-2

Kiên, N. T., Hương, T. T. T., Châu, N. H., Kim, Đ. Đ., & Thủy, D. T. (2018). Ảnh hưởng của kích thước hạt nano đồng đến sự sinh trưởng của vi khuẩn lam Microcystis aeruginosa. Tạp Chí Công Nghệ Sinh Học, 16(2), 361–367.

Luân, L. Q., Phương, N. H., & Uyên, P. H. G. (2014). Nghiên cứu hiệu ứng kháng nấm Phytophthora capsici gây bệnh chết nhanh ở cây hồ tiêu của chế phẩm nano bạc-chitosan chế tạo bằng phương pháp chiếu xạ. Tạp Chí Sinh Học, 36(1se), 152–157.

Lipovsky, A., Nitzan, Y., Gedanken, A., & Lubart, R. (2011). Antifungal activity of ZnO nanoparticles the role of ROS mediated cell injury. Nanotechnology, 22(10), 105101. https://doi.org/10.1088/0957-4484/22/10/105101

Lipovsky, A., Tzitrinovich, Z., Friedmann, H., Applerot, G., Gedanken, A., & Lubart, R. (2009). EPR Study of Visible Light-Induced ROS Generation by Nanoparticles of ZnO. The Journal of Physical Chemistry C, 113(36), 15997–16001. https://doi.org/10.1021/jp904864g

Mai, Đ. T. H., & Liên, N. T. (2018). Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn đối kháng nấm Neoscytalidium sp. gây bệnh đốm trắng trên cây lan Ngọc điểm. Tạp Chí Khoa học Và công nghệ nông nghiệp Trường Đại học Nông Lâm Huế, 2(1), 449–508. https://doi.org/10.46826/huaf-jasat.v2n1y2018.120.

Maria José, V. N., Avila-Sosa, R., Palou, E., & López-Malo, A. (2013). Antifungal activity of orange (Citrus sinensis var. Valencia) peel essential oil applied by direct addition or vapor contact. Food Control, 31(1), 1–4. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2012.09.029

Mendes, J. E., Abrunhosa, J. A., & de Camargo, T. E. R. (2014). Antifungal activity of silver colloidal nanoparticles against phytopathogenic fungus (Phomopsis sp.) in soybean seeds. International Journal of Biological, Veterinary, Agriculture and Food Engineering, 8(9), 928-933. http://hdl.handle.net/1822/32579

Nikos, G., T., & Costas, D. E. (2007). Antifungal activity of lemongrass (Cympopogon citratus L.) essential oil against key postharvest pathogens. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 8(2), 253–258. https://doi.org/10.1016/j.ifset.2007.01.002

Nychas, G. J. E. (1995). Natural antimicrobials from plants. New Methods of Food Preservation, 58–89. https://doi.org/10.1007/978-1-4615-2105-1_4

Oanh, V. T. T., Tuyến, B. C., Thành, N. P., Đồn, L. Đ., & Hiền, P. T. T. (2014). Xác định tác nhân gây bệnh đốm nâu (Neoscytalidium dimidiatum) trên cây thanh long dựa vào trình tự vùng ITS-RADN. Tạp Chí Khoa học Công nghệ, 2–6.

Patra Shahi, M., K. Shahi, S., Kumar, M., & Choudhary, S. (2007). Evaluation of clove oil for the development of natural antifungal against onychomycosis. Plant Archives, 7(2), 753–757. https://www.researchgate.net/publication/295726913_Evaluation_of_clove_oil_for_the_development_of_natural_antifungal_against_onychomycosis

Paviani, L., Pergher, S. B., & Dariva, C. (2006). Application of molecular sieves in the fractionation of lemongrass oil from high-pressure carbon dioxide extraction. Brazilian Journal of Chemical Engineering, 23(2), 219–225. https://doi.org/10.1590/s0104-66322006000200009

Phong, H. X., Châu, L. M., Nghi, T. T. X., Thạnh, N. N., & Long, B. Đ. H. (2021). Thành phần hóa học và hoạt tính kháng vi sinh vật gây bệnh của tinh dầu từ vỏ bưởi da xanh (Citrus maxima (Burm.) Merr.). Hue University Journal of Science: Natural Science, 130(1C), 75–83. https://doi.org/10.26459/hueunijns.v130i1c.6247

Sawamura, M., Son, U. S., Choi, H., Kim, M. L., Phi, N. T., Fears, M., & Kumagai, C. (2004). Compositional changes in commercial lemon essential oil for aromatherapy. International Journal of Aromatherapy, 14, 27-36.

Seham, M. A. R., Saeed, E. E., Sham, A., Alblooshi, K., El-Tarabily, K. A., & AbuQamar, S. F. (2020). Molecular Characterization and Disease Control of Stem Canker on Royal Poinciana (Delonix regia) Caused by Neoscytalidium dimidiatum in the United Arab Emirates. International Journal of Molecular Sciences, 21(3), 1033. https://doi.org/10.3390/ijms21031033

Silpa, S. (2016). Nanotechnology-Present Revolutionary Biotechnology. International Journal of Pharma Research and Health Sciences, 4(4), 1261–1267. https://doi.org/10.21276/ijprhs.2016.04.03

Solanki, P., Bhargava, A., & Chhipa H. (2015). Nano-fertilizers and their smart delivery System. Nanotechnology in food and agriculture, 81-101. DOI:10.1007/978-3-319-14024-7_4

Susana, C., De la R.G., S. C., Martínez-Torres, P., Gómez-Cornelio, S., Corral-Aguado, M. A., Quintana, P., & Gómez-Ortíz, N. M. (2018). Antifungal Activity of ZnO and MgO Nanomaterials and Their Mixtures against Colletotrichum gloeosporioides Strains from Tropical Fruit. Journal of Nanomaterials, 1–9. https://doi.org/10.1155/2018/3498527

Thành, N. Đ. (2014). Các kỹ thuật chỉ thị DNA trong nghiên cứu và chọn lọc thực vật. Tạp chí Sinh học, 36(3), 265-294.

Tyagi, A. K., & Malik, A. (2011). Antimicrobial potential and chemical composition of Mentha piperita oil in liquid and vapour phase against food spoiling microorganisms. Food Control, 22(11), 1707–1714. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2011.04.002

Viuda-Martos, M., Ruiz-Navajas, Y., Fernández-López, J., & Perez-Álvarez, j. (2008). Antibacterial activity of lemon (Citrus lemon L.), mandarin (Citrus reticulata L.), grapefruit (Citrus paradisi L.) and orange (Citrus sinensis L.) Essential oils. Journal of food safety, 28(4), 567–576. https://doi.org/10.1111/j.1745-4565.2008.00131.x

White, T., Bruns, T., Lee, S., & Taylor, J. (1990). Amplification and direct sequencing of fungal ribosomal rna genes for phylogenetics. Pcr Protocols, 315–322. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-372180-8.50042-1

Yi, R. H., Ling Lin, Q., Mo, J. J., Wu, F. F., & Chen, J. (2015). Fruit internal brown rot caused by Neoscytalidium dimidiatum on pitahaya in Guangdong province, China. Australasian Plant Disease Notes, 10(1), 10–13. https://doi.org/10.1007/s13314-015-0166-1