CC BY
21BIOLOGICAL SCIENCES
ВЛИЯНИЕ МЕТАНОЛИЧЕСКИХ ЭКСТРАКТОВ ДИКИХ РАСТЕНИЙ НА ФИТОПАТОГЕННЫЕ ГРИБЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ЗНАЧЕНИЯ
Фиайос Баррионуэво Карен Мишель
Лаборатория прикладной микологии биологического факультета,
Центральный университет Эквадора
EFFECT OF METHANOLIC EXTRACTS FROM WILD PLANTS ON PHYTOPATOGENIC FUNGI
OF AGRICULTURAL IMPORTANCE
Fiallos Barrionuevo Karen Mishelle
Laboratory of Applied Mycology, Faculty of Biological Sciences,
Central University of Ecuador
АННОТАЦИЯ
Фитопатогенные грибы наносят значительный ущерб структуре сельскохозяйственных растений, вызывая экономические потери и низкое качество продукции; однако у растений есть вторичные метаболиты, которые обеспечивают защиту от патогенных захватчиков. Эти соединения можно выделить из экстрактов, полученных с использованием таких растворителей, как этанол или метанол, для проведения биотестов по ингибированию определенных патогенов и последующего их синтеза в лаборатории. В настоящем исследовании влияние метанольных экстрактов Ruta graveolens, Verbena officinalis, Piper aduncum и Rubus ulmifolius на рост in vitro Aspergillus, Fusarium и Botrytis, которые являются основными родами фитопато-генных грибов; сообщение о снижении роста мицелия патогена при всех обработках по сравнению с контролем; со статистически значимой разницей между видами лечения (p <0,05). Экстракт Verbena officinalis был тем, который меньше влиял на рост Aspergillus и Fusarium с процентом ингибирования 41 и 43% соответственно; в то время как экстракт Ruta graveolens вызывал процент ингибирования 70, 77 и 84% на Aspergillus, Fusarium и Botrytis соответственно. Результаты предполагают, что эти растения представляют соединения с противогрибковым потенциалом, что, таким образом, необходимо для выделения указанных соединений и их синтеза; тем не менее, испытания на месте требуются непосредственно для сельскохозяйственных продуктов. Кроме того, рекомендуется проводить ингибирующие биотесты со смесями экстрактов Ruta graveolens и Piper aduncum, поскольку именно они в большей степени подавляли рост фитопато-генных грибов.
ABSTRACT
Phytopathogenic fungi cause significant damage to the structure of plants of agricultural interest, triggering economic losses and low product quality; however, plants have secondary metabolites that provide protection against pathogenic invaders. These compounds can be isolated from extracts obtained with solvents such as ethanol or methanol to conduct inhibition bioassays against certain pathogens and subsequently synthesize them in the laboratory. In the present research the effect of methanolic extracts of Ruta graveolens, Verbena officinalis, Piper aduncum and Rubus ulmifolius on the in vitro growth of Aspergillus, Fusarium and Botrytis, which are the main genera of phytopathogenic fungi; reporting in all treatments a reduction of mycelial growth of the pathogen with respect to the control; with statistically significant difference between treatments (p <0,05). The extract of Verbena officinalis was the one that less affected the growth of Aspergillus and Fusarium with a percentage of inhibition of 41 and 43% respectively; while the extract of Ruta graveolens generated a percentage of inhibition of 70, 77 and 84% on Aspergillus, Fusarium and Botrytis respectively. The results suggesting that these plants present compounds with antifungal potential, being thus necessary to isolate said compounds and synthesize them; however, on-site testing is required directly on agricultural products. In addition, it is recommended to carry out inhibitory bioassays with mixtures of the extracts of Ruta graveolens and Piper aduncum as these were the ones that inhibited the growth of phytopathogenic fungi in greater percentage.
Ключевые слова: Метанольные экстракты, фитопатогенные грибы, ингибирование роста, рост мицелия.
Keywords: Methanolic extracts, phytopathogenic fungi, growth inhibition, mycelial growth.
Выделение
Растения синтезируют широкий спектр летучих и нелетучих органических веществ в качестве защитных механизмов, чтобы поддерживать свою целостность от атак вторгающихся патогенов. Большинство этих соединений хранится в молодых тканях, таких как листья, стебли, цветы или семена,
поскольку они также являются структурами, наиболее подверженными атакам [1].
Болезни, которые наиболее вредны для растений, вызываются грибами, наиболее представительными из них являются роды Magnaporthe, Botrytis, Aspergillus, Rhizopus, Penicillium и Fusarium, поскольку они вызывают повреждение структур
растении и их методы лечения, которые в основном являются химическими, представляют собоИ несколько недостатков, таких как: устойчивость, негативное воздействие на окружающую среду, проблемы с точки зрения эффективности и стоимости, и даже имеют влияние на здоровье человека и потерю потенциально плодородных почв [2,3].
По оценкам, более 200 растений, представляющих интерес для сельского хозяйства, серьезно заражены грибами, что приводит к потерям не менее 15% продукции, также важно отметить, что около 10% стоимости их продажи используется для управления и контроль фитопатогенов [4].
В настоящее время ведется поиск естественных или биологических методов контроля, чтобы обеспечить экологическую стабильность и внести положительный вклад в сельскохозяйственное производство [1]. Это было достигнуто путем исследования и анализа вторичных метаболитов, которые получаются из экстрактов с использованием различных растворителей, таких как этанол и метанол, для получения различных соединений, среди которых выделяются флавоноиды, фенолы, терпены, эфирные масла, алкалоиды, лектины и полипептиды [5]; которые приводят к нетоксичным, эффективным и легко разрушаемым обработкам [6].
Настоящее исследование направлено на оценку влияния метанольных соединений из четырех дикорастущих растений (Ruta graveolens L., Verbena officinalis L., Piper aduncum L. и Rubus ulmifolius Schott) на рост мицелия фитопатогенных грибов родов Aspergillus, Fusarium и Botrytis.
Материалы и методы
Исследование проводилось в три этапа: репликация штаммов фитопатогенных грибов, сбор растений и разработка экстрактов, а также испытания эффективности разбавленных метанольных соединений на рост in vitro фитопатогенных грибов.
Фитопатогенные грибы были получены из штаммов, выделенных в лаборатории прикладной микологии, соответствующих родам Aspergillus, Fusarium и Botrytis; которые консервировали в среде агара с картофельной декстрозой (PDA) при 21 °C и периодически повторяли их.
Для приготовления экстрактов отбирали ветки и листья Ruta graveolens, Verbena officinalis, Piper aduncum и Rubus ulmifolius. Отобранные растения оставляли сушиться при комнатной температуре на пять дней; Взвешивали 50 г каждого растения, чтобы раздавить их механическим воздействием с
Ингибирование
использованием ступки до получения кусков размером менее 0,5 см.
Полученный материал помещали в колбы из желтого цвета с добавлением 300 мл 99,8% метанола и оставляли стоять при комнатной температуре на 72 часа в темном месте. Для концентрирования экстракта использовали нагревательную пластину с магнитной мешалкой, в которой полученный экстракт нагревали до испарения метанола при температуре 64,7 ° C; затем его фильтровали под вакуумом (поры 125 мм); биомасса и вещество были отброшены.
Для оценки экстрактов следовали модифицированному протоколу Tequida-Meneses et al. (2002) и De Marcano et al. (2005) [1,2].
Экстракты, полученные от каждого растения, смешивали с картофельным агаром с декстрозой в соотношении 5 мл каждого экстракта на каждые 100 мл жидкой среды PDA, помещая 25 мл смеси в каждую чашку Петри, среду оставляли в покое на 24 часа перед посадкой растения. фитопатогенные грибы, так что метанол испаряется; Кроме того, в контроль был включен только 25 мл жидкой среды PDA. Было выполнено пять повторов каждой обработки.
Фитопатогенные грибы инокулировали во фрагменты диаметром 1 см и инкубировали при 25 ± 2 ° C, оценивая рост грибов in vitro каждые 24 часа в течение 7 дней, измеряя диаметр радиального роста мицелия в обработках для сравнения с контрольной группой.
Для определения процента ингибирования использовалась следующая формула:
% inhibition = (DCC - DCT) / DCC x 100 Где: DCC: диаметр контрольной колонии; DCT: диаметр обработанной колонии [7].
Полученные результаты были статистически проанализированы с использованием дисперсионного анализа ANOVA и Tukey's test. Результаты и обсуждение Действие метанольных экстрактов на фитопатогенные грибы проявлялось в ингибировании роста мицелия в зависимости от экстракта (таблица 1) и в изменении окраски колоний. О подобном случае изменения цвета сообщили в исследовании Montes Belmont et al. [8] это произошло с грибами Alternaria porri Ellis и Alternaria solani Ellis & G. Martin. в которых регистрировались изменения цвета, формы и текстуры колонии по сравнению с контролем; что может быть связано с подавлением процессов прорастания и роста.
Таблица 1.
роста мицелия (%)
Метанольные экстракты (5%) Фитопатогенные грибы
Aspergillus Fusarium Botrytis
Verbena officinalis 41 % 43 % 74 %
Rubus ulmifolius 46 % 52 % 69 %
Ruta graveolens 70 % 77 % 84 %
Piper aduncum 57 % 77 % 75 %
Метанольные экстракты Ruta graveolens по- со средним диаметром 8,9 см по сравнению с кон-давляли самый высокий процент роста Aspergillus тролем (29,8 см). Verbena officinalis имела более
низкий урожай с ингибированием 41% и в среднем 17,59 см в диаметре мицелия.
В исследовании, проведенном Tequida-Meneses et al. [2] рост Aspergillus подавлялся на 50 и 52% при использовании экстрактов Ambrosia am-brosioides Cav. и Karwinskia humboldtiana Schult. соответственно. Эти результаты аналогичны результатам, полученным с экстрактом Piper aduncum; экстракты Verbena officinalis и Rubus ulmifolius считаются минимальным ингибитором для рода Asper-gillus. Исследования сообщают, что этот род, возможно, обладает ферментативными механизмами, которые делают их устойчивыми к действию экзогенных метаболитов [8]. Это подтверждается тем, что самый низкий процент ингибирования во всем исследовании был получен для этого рода, так как на него меньше всего влияло действие метаболитов и соединений, присутствующих в экстрактах.
Что касается действия экстрактов на Fusarium, рост контроля через 7 дней составил 29,8 см, что указывает на 77% ингибирование метанольными экстрактами Ruta graveolens и Piper aduncum со средним ростом 6,84 и 6,75 см соответственно, с нет существенной разницы между ними; Однако при сравнении с Verbena officinalis и Rubus ulmifolius есть различия (p = 0,003 <0,05) с диаметром роста 16,84 и 14,20 для каждого лечения.
Метанольные экстракты подавляли более чем 50% радиального роста рода Botrytis, причем Ruta graveolens была той, которая подавляла больше всего со средним ростом 4,94 см, за ней следовала Piper aduncum с ингибированием 75% и ростом 7,5 см; Однако при всех обработках был получен высокий процент ингибирования без статистически значимой разницы между ними. (р= 0,1 <0,05), но с заметной разницей по сравнению с контролем.
Провели исследование, в котором Pithecellobium dulce (Roxb.) Benth., Был самым выдающимся ботаническим видом, остановившим развитие Botrytis spp [9]. Одним из соединений, обнаруженных в этом растении, является триацилгли-церин, который является веществом, используемым для борьбы с заболеваниями, вызываемыми грибами [10]. Это значит, что экстракты, использованные в исследовании, могут содержать это соединение, потому что во всех случаях был достигнут высокий процент ингибирования.
Метанольный экстракт Cestrum nocturnum Duss сообщает об ингибировании до 66% роста мицелия Botrytis в дозах 30 и 50 мкг / мл [11]. При сравнении этих результатов с результатами, полученными в настоящем исследовании, очевидно, что метанольные экстракты Ruta graveolens, Verbena of-ficinalis, Piper aduncum и Rubus ulmifolius более эффективны в ингибировании этого рода, поскольку во всех обработках процент ингибирования превышает это сообщает автор, предполагая в то же время важность расчета летальной дозы и минимальной ингибирующей концентрации (МИК).
Все обработки подавляют рост фитопатоген-ных грибов, однако экстракт Ruta graveolens оказал наибольшее влияние, допуская меньший диаметр роста со значительной разницей по сравнению с
контролем. Это связано с результатами исследования, проведенного Duarte et al. [12] в котором они проанализировали химические компоненты и биологическую активность Ruta graveolens, обнаружив несколько соединений, таких как нонанон, 2-унде-канон, этил-альфа-О-глюкопиранозид, 4-имидазо-лидинон-5- (2-метилпропил) -3-фенил- 2-тиоксо (S), фитол, гексадекановая кислота, этиловый эфир, 9-12-15, октадекановая кислота, метиловый эфир и кетопрофен - соединения, широко используемые в медицинской промышленности благодаря своим антибактериальным, противогрибковым, антиокси-дантным и противоаллергическим свойствам.
Выводы и предложения
Во всех вариантах лечения наблюдалось уменьшение роста мицелия патогена по сравнению с контролем; со статистически значимой разницей между обработками (p <0,05), получая значение p 0,01. Экстракт Verbena officinalis наименее повлиял на рост Aspergillus и Fusarium с конечным процентом ингибирования менее 50%; однако, что касается рода Botrytis, этот экстракт показал характерный процент ингибирования. Наиболее эффективным лечением была Ruta graveolens с самым высоким процентом ингибирования во всех случаях.
Результаты предполагают, что эти растения представляют соединения с противогрибковым потенциалом, что делает необходимым изолировать указанные соединения, поскольку экстракты растений представляют собой безвредный способ для человека и окружающей среды атаковать патогенные грибы.
Необходимо проводить испытания непосредственно на сельскохозяйственной продукции; Также рекомендуется готовить смеси экстрактов Ruta graveolens и Piper aduncum, так как это были растения, экстракты которых производили наибольший ингибирующий эффект, и, согласно тому, что было упомянуто, можно достичь большего ингибирующего эффекта путем смешивания уже нескольких экстрактов [13]. Это усиливает его действие по борьбе с патогенными грибами, поскольку будет более одного активного начала, создающего синергетический эффект, который даже полностью уничтожает грибки.
Литература
1. DE MARCANO, D. A., VARGAS, N., & PIRE, A. Efecto de extractos vegetales y fungicidas sintéticos sobre el crecimiento micelial in vitro de Sclerotium rolfsii y Thielaviopsis basicola. Revista de la Facultad de Agronomía, 22(4). 2005.
2. TEQUIDA-MENESES, M., CORTEZ-ROCHA, M., ROSAS-BURGOS, E. C., LÓPEZ-SANDOVAL, S., & CORRALES-MALDONADO, C. Efecto de extractos alcohólicos de plantas silvestres sobre la inhibición de crecimiento de Aspergillus flavus, Aspergillus niger, Penicillium chrysogenum, Penicillium expansum, Fusarium moniliforme y Fusarium poae. Revista iberoamericana de micología, 2002, 19, 84-88.
3. GAN, H.; WICKINGS, K. Soil ecological responses to pest management in golf turf vary with management intensity, pesticide identity, and application program. Agriculture, Ecosystems & Environment, 246: 66-77.2017.
4. PLASCENCIA-TENORIO, R. I., OLALDE-PORTUGAL, V., MENA-VIOLANTE, H. G., CEJA-TORRES, L. F., VENEGAS-GONZÁLEZ, J., OYOQUE-SALCEDO, G., & ANGOA-PÉREZ, M. V. Antagonismo in vitro de aislados bacterianos de fresa comercial y silvestre vs Botrytis cinerea y Rhizopus stolonifer. Ra Ximhai, 2012. 8(3), 103-110.
5. DAVICINO, R., MATTAR, M. A., CASALI, Y. A., CORREA, S. G., PETTENATI, E. M., & MICALIZZI, B. Actividad antifúngica de extractos de plantas usadas en medicina popular en Argentina. Revista Peruana de Biología, 14(2), 247-252. 2007.
6. HERNÁNDEZ LAUZARDO, A. N., BAUTISTA BAÑOS, S., & VELÁZQUEZ DEL VALLE, M. G. Prospectiva de extractos vegetales para controlar enfermedades postcosecha hortofrutícolas. Revista Fitotecnia Mexicana, 30(2). 2007.
7. VAILLANT D., ROMEU R., GÓMEZ M. & REBECA RAMÍREZ. Evaluación de la actividad antifúngica de extractos liquénicos e identificación de sus metabolitos. Bol. Micol. 2004, 29(2): 7-17.
8. MONTES BELMONT, R., CRUZ CRUZ, V., MARTÍNEZ MARTÍNEZ, G., SANDOVAL GARCÍA, G., GARCÍA LICONA, R., ZILCH
DOMÍNGUEZ, S., & CARVAJAL MORENO, M. Propiedades antifúngicas en plantas superiores. Análisis retrospectivo de investigaciones. Revista Mexicana de Fitopatología, 2000. 18(2).
9. HERNÁNDEZ LAUZARDO, A. N., BAUTISTA BAÑOS, S., & VELÁZQUEZ DEL VALLE, M. G. Prospectiva de extractos vegetales para controlar enfermedades postcosecha hortofrutícolas. Revista Fitotecnia Mexicana, 30(2). 2007.
10. BARRERA L, S BAUTISTA B, M JIMÉNEZ E & REYES C. Influence of leaf, fruit and seed powders and extracts of Pithecellium dulce (Roxb.) Benth. (Fabaceae) on the in vitro vegetative growth of seven postharvest fungi. Rev. Mex. Fitopatol. 2002. 20:66-71.
11. BARRERA-NECHA, L. L., & BAUTISTA-BAÑOS, S. Actividad Antifúngica de Polvos, Extractos y Fracciones de Cestrum nocturnum L. Sobre el Crecimiento Micelial de Rhizopus stolonifer (Ehrenb.: Fr.) Vuill. Revista mexicana de FITOPATOLOGIA, 26(1), 27-31. 2008.
12. DUARTE, Y., PINO, O., & MARTÍNEZ, B. Efecto de cuatro aceites esenciales sobre hongos asociados al manchado del arroz. Revista de Protección Vegetal, 29(1), 62-65. 2014.
13. MONTES, B.R. AND CARVAJAL, M. Control of Aspergillus flavus in maize with plant essential oils and their components. Journal of Food Protection 1998., 61:616-619.
ВПЛИВ МОДУЛЯЦП PPAR-РЕЦЕПТОРге НА ЕКСПРЕС1Ю IXHIX ТАРГЕТНИХ ГЕН1В, М1КРОРНК ТА ШТЕНСИВШСТЬ ВШЬНОРАДИКАЛЬНИХ ПРОЦЕС1В ПРИ РОЗВИТКУ
СЕРЦЕВО1 НЕДОСТАТНОСТ1 У ЩУР1В
Шиш А.М., Порттченко Г.В.,
1нститут фЫологИ iM. О. О. Богомольця НАН Украти, м. Кигв, Украша
Максимчук О.В.,
1нститут молекулярной бюлогИ та генетики НАН Украти, м. Кигв, Украша
Лапикова-Бригтська Т.Ю., Жуковська А.С., Лагута Т.1., Горлова А.П., Котлярова А.Б.
1нститут фЫологИ iM. О. О. Богомольця НАН Украти, м. Кигв, Украша
INFLUENCE OF THE PPAR-RECEPTORS MODULATION ON THE EXPRESSION OF THEIR TARGET GENES, MICRORNA AND THE INTENSITY OF FREE-RADICAL PROCESSES IN RATS
WITH DEVELOPING CARDIAC DEFICIENCY
Shysh A., Portnichenko G.,
Bogomoletz Institute of Physiology of NASU, Kyiv, Ukraine
Maximchuk O.,
The Institute of Molecular Biology and Genetics of NASU, Kyiv, Ukraine
Lapikova-Bryhinska T., Zhukovska A., Lahuta T., Gorlova A., Kotlyarova A.
Bogomoletz Institute of Physiology of NASU, Kyiv, Ukraine
