رأى

التخليق الحيوي الفطري للجسيمات النانوية

مقال لـ«الدكتور عطية الجيار».. أستاذ بمعهد بحوث الأراضي والمياه والبيئة بمركز البحوث الزراعية

سنحاول في سطور هذا المقال توضيح نشاط المواد النانوية وآليات تركيبها الحيوي وطرق القياس، فضلا عن التركيز على تأثيرها على مقاومة العائل ضد مسببات الأمراض الفطرية.

تابعونا على قناة الفلاح اليوم

تابعونا على صفحة الفلاح اليوم على فيس بوك

تعد المقاييس النانوية إحدى أولويات البحث العلمي نظرا لخصائصها الجديدة (درجة حرارة الانصهار، وطاقة الربط، والهيكل الإلكتروني والنشاط التحفيزي، والخصائص المغناطيسية، ودرجة حرارة الذوبان، والصلابة).

لقد تم إثبات أداء وكفاءة المواد النانوية مقارنة بحالتها الطبيعية في العديد من المجالات مثل الرعاية الصحية والزراعة والنقل والطاقة وتكنولوجيا المعلومات والاتصالات.

أيضا تم تنفيذ العديد من الطرق الميكانيكية والكيميائية والفيزيائية لإنتاج الجسيمات النانوية، والتي تعتبر غير آمنة ومكلفة وخطيرة بيئيا. لذلك، اهتم الباحثون بالتخليق الحيوي للجسيمات النانوية باستخدام أنظمة الفطريات أو البكتيريا أو النباتات لجعل العملية آمنة بيئيا واقتصاديا.

اقرأ المزيد: رئيس المركز العربي للنانوتكنولوجي: استخدام تطبيقات النانو في إنتاج مواد صديقة للبيئة

علاوة على ذلك، تمت دراسة الكائنات الحية الدقيقة مثل الخمائر والفطريات وكفاءة البكتيريا في تحويل الأيونات غير العضوية إلى مواد نانوية معدنية.

في الزراعة، أكدت الدراسات تأثير الجسيمات النانوية في تحسين إنتاجية النبات ومقاومة مسببات الأمراض في مناهج مختلفة مثل الرش المباشر على النباتات والتربة والفواكه المخزنة في أوضاع علاجية ووقائية.

شاهد: تعرف على استخدامات النانو تكنولوجي فى الزراعة

مقدمة

تقنية النانو هي مجال متقدم يعتمد على تخليق الجسيمات النانوية أو الجسيمات متناهية الصغر. كلمة نانو مشتقة من الكلمة اليونانية التي تعني قزم، وتساوي واحدا من المليار من المادة. وحديثا تحل تقنية النانو محل التكنولوجيا الدقيقة.

أثبتت فعالية تقنية النانو فعاليتها في العديد من المجالات بما في ذلك الطب والهندسة والعلوم والزراعة والإلكترونيات، ومن المثير للاهتمام أن الخلايا الحية تحتوي على العديد من الجسيمات النانوية الطبيعية مثل الإنزيمات والريبوزومات وأجسام جولجي.

تعتمد إمكانات الجسيمات النانوية على الخصائص البيولوجية والكيميائية والفيزيائية والكهربائية المميزة لهذه المواد، فضلا عن الصلابة الهيكلية للجسيمات النانوية وعلى الرغم من صغر بنيتها الذرية، إلا أن نشاطها يزيد عن حجمها الطبيعي عن طريق إعادة ترتيب بنية الذرات، لصنع جسيمات جديدة بميزات جديدة.

تعود الميزات الجديدة بالفعل إلى مساحة السطح، حيث يزداد عدد الذرات الموجودة على سطح الجسيم مع زيادة مساحة السطح المسؤولة عن التفاعل الكيميائي بين جزيء النانو والجزيئات الأخرى بسبب الإلكترونات الحرة غير المقيدة داخل الجسيم، يمكن للحالة الجديدة أن تفسر التغيير في خصائص الجسيمات النانوية وكذلك التأثير الكمي الذي يلعب دور الجزيئات في حالتها الجديدة.

اقرأ المزيد: الطرق المستدامة لتصنيع مواد نانوية صديقة للبيئة (المخلفات الزراعية نموذج)

الجدير بالذكر أن الخصائص الجديدة للجسيمات النانوية تسمح لها بالتأثير من خلال شكلها وحجمها، وتوجيهها للتفاعل مع الأنسجة المستهدفة، بالإضافة إلى ذلك قدم الباحثون مصطلح الجسيمات النانوية الصغيرة للإشارة إلى الجسيمات التي يتراوح حجمها بين 1 – 100 نانومتر.

بينما تسمى الجسيمات ذات الأحجام التي تزيد على 100 نانومتر بالجسيمات النانوية الكبيرة اعتمادًا على أبعاد الجسيمات النانوية، يتم تصنيفها إلى ثلاثة أنواع: الجسيمات النانوية أحادية البعد التي تمثل جميع الجسيمات التي يكون أحد أبعادها أقل من 100 نانومتر، مثل الأغشية الرقيقة المستخدمة في صناعة الأغذية؛ النوع الثاني عبارة عن جسيمات نانوية ثنائية الأبعاد لها بعدين يتراوحان من 1 – 100 نانومتر مثل الألياف النانوية.

في حين أن النوع الثالث الذي له ثلاثة أبعاد بحجم أقل من 100 نانومتر يسمى الجسيمات النانوية ثلاثية الأبعاد مثل الفلور، علاوة على ذلك تنقسم الجسيمات النانوية إلى مجموعتين رئيسيتين، المجموعة الأولى تشمل الجسيمات النانوية العضوية مثل جسيمات الكربون النانوية والمجموعة الثانية هي الجسيمات النانوية غير العضوية مثل الجسيمات النانوية المعدنية النبيلة.

شاهد: استخدامات النانوتكنولوجي في الزراعة والبيوتكنولوجي

تقنيات إنتاج الجسيمات النانوية

يتم إنتاج الجسيمات النانوية من خلال تقنيتين رئيسيتين، الطريقة الأولى هي تقليل المواد كبيرة الحجم إلى أجزاء صغيرة جدًا (ضمن المقياس النانوي)، وتسمى هذه التقنية من الأعلى إلى الأسفل عن طريق الطحن أو الكشط أو استخدام الليزر.

بينما تتضمن الطريقة الثانية تجميع الذرات والجزيئات التي تم فصلها عن بعضها البعض، ثم يتم تجميعها للوصول إلى الحجم النانوي في تركيبة تخضع لطبيعة المادة الجسيمية، وتسمى هذه الطريقة من أسفل إلى أعلى بواسطة sol-gel أو الهباء الجوي.

علاوة على ذلك، هناك عدة طرق لتحويل المواد إلى أحجام نانوية، بما في ذلك الطرق الكيميائية التي تتميز بتكلفتها العالية وسميتها ومشاكل التنقية واستهلاك الوقت؛ في حين أن الطريقة الفيزيائية، التي تعتمد على التكثيف التبخيري، تستهلك معدل طاقة عالٍ وتضيع الوقت، بينما طريقة الاستئصال بالليزر تنتج مواد غروانية نقية ولا تحتاج إلى عوامل كيميائية.

ومن المثير للاهتمام، أن استخدام الأساليب الكيميائية والفيزيائية يتطلب تقليل العوامل والمثبطات والعوامل الواقية، والتي غالبا ما تكون سامة وقابلة للاشتعال، بالإضافة إلى إنتاجيتها المنخفضة، وأيضا غالبا ما تكون الجسيمات المنتجة أكبر من أحجام الجسيمات المصنعة بيولوجيا.

الطريقة البيولوجية أو التخليق الحيوي للجسيمات النانوية التي تعتمد على الكائنات الحية الدقيقة (الفطريات والبكتيريا والفيروسات والطحالب) والنباتات، حيث المواد الفعالة مثل الإنزيمات، تعمل البروتينات والأحماض الأمينية والسكريات والفيتامينات كعوامل مختزلة ومضادة للتكتل وتثبيت الجسيمات النانوية لإنتاج الجسيمات النانوية غير العضوية مثل الذهب والفضة والكالسيوم والسيليكون وأكاسيد الحديد والزنك والتيتانيوم نظرا لخصائصها المميزة وكذلك القدرة على إنتاج جسيمات نانوية خارج الخلية وداخلها  في ظل ظروف معينة بما في ذلك الضغط ودرجة الحرارة وتركيز الأيونات ودرجة الحموضة؛ وبالتالي فهي تتميز بالتكلفة المنخفضة والسهولة وتوفير الطاقة وطريقة آمنة بيئيا.

اقرأ المزيد: تكنولوجيا النانو ودورها في إعادة تشكيل قطاع الزراعة

علاوة على ذلك، أثبتت العديد من الكائنات الحية الدقيقة كفاءتها في امتصاص وتراكم أيونات المعادن غير العضوية من بيئتها، وكذلك القدرة على استخدام عملياتها الكيميائية الحيوية الأصلية لتحويل أيونات الجسيمات غير العضوية إلى جسيمات نانوية معدنية.

التوليف البيولوجي للجسيمات النانوية

يتم تصنيع الجسيمات النانوية عن طريق استهلاك الكائنات الحية الدقيقة الأيونات التي يتم تحويلها إلى أحجام نانوية، عن طريق تحويلها إلى معادن في وجود إنزيمات ناتجة عن أنشطة الخلية بسبب نقل الإلكترون، بالإضافة إلى ذلك، فإن التكوين الداخلي أو الخارجي للجسيمات النانوية يعتمد في الواقع على الموقع الذي تتشكل فيه، حيث يحدث تكوين الجسيمات النانوية في وجود الإنزيمات داخل الخلايا نتيجة للتفاعل الكهروستاتيكي بين أيونات المعادن والمجموعات موجبة الشحنة في الإنزيمات (البروتينات) لجدار الخلية.

يتم احتجاز أيونات المعادن على سطح الخلايا وتقليل الأيونات في وجود الإنزيمات إذا تشكلت خارج الخلايا. بشكل ثابت، ذكرت بعض الفرضيات التي تشرح آلية التخليق الحيوي للجسيمات النانوية الفطرية، حيث أنها تتضمن ثلاث خطوات: محاصرة أيونات المعدن، والاختزال البيولوجي، ثم تخليق الجسيمات، حيث يحدث اختزال أيونات المعادن إلى ذرات معدنية؛ يحدث الاختزال من خلال إنزيمات الاختزال مثل اختزال النترات، والذي يعتمد على إنزيم Quinctase أو NADPH أو كليهما.

تتضمن عملية الاختزال عدة مراحل بمساعدة إنزيمات جدار الخلية، حيث يتم امتصاص الأيونات السالبة على سطح الخلايا الفطرية، ثم يتم اختزال الأيونات المعدنية إلى الشكل الذري المحايد، وبعد ذلك يتم تكوين الجسيمات النانوية.

شاهد: دور النانو تكنولوجي في المحافظة على البيئة

تتجمع على جدران الخلايا الفطرية، ولكن في بعض الحالات يمكن أن تمر الأيونات داخل الخلايا الفطرية وبالتالي تقل بفعل عمل الإنزيمات على غشاء الخلية أو داخل السيتوبلازم، على سبيل المثال، يعمل أيون الفضة كركيزة مرتبطة إلى إنزيم الاختزال، حيث يحول NADPH إلى NADP لإطلاق الإلكترونات التي يتم تنفيذها في تحويل المادة إلى الحالة النانوية التي تعتمد على البروتينات التي تنتجها الفطريات من أجل الاختزال البيولوجي للأيونات المعدنية إلى جزيئات نانوية.

أظهر امتصاص Phoma sp. خيوط مع 13 ملغ من الفضة لمدة 50 ساعة، أنتجت جزيئات الفضة النانوية بحجم 70 نانومتر. علاوة على ذلك، فإن البروتينات المحتوية على SH والمُنتَجة من Coriolus versicolor كانت متورطة في إنتاج جزيئات الكادميوم النانوية.

ايضا أنتج جسيمات فضية نانوية بحجم 5 – 50 نانومتر عن طريق خلط 1 مم من نترات الفضة مع 10 جم من الكتلة الحيوية Trichoderma reesei مع الاهتزاز عند 100 دورة في الدقيقة لمدة 120 ساعة عند 28 درجة مئوية.

إضافة إلى ذلك، تم إنتاج جزيئات الفضة النانوية بمعالجة 1 مم من نترات الفضة مع خلاصة الرشاشيات الفطرية وحضنت عند 28 ± 2 درجة مئوية مع الرج عند 150 دورة في الدقيقة في الظلام؛ كان حجم جسيمات الفضة النانوية المنتجة في حدود 20 – 40 نانومتر.

أن Curvularia lunata يمكن استخدامها في التخليق الحيوي لجسيمات الفضة النانوية باستخدام محلول نترات الفضة ، كما أن أيونات الفضة المائية (Ag +) أنتجت أيضًا AgNPs مستقرة بعد تعريضها لمرشح من C. أيضا أنتج جسيمات نانوية كروية بإضافة 1 مم من ملح نترات الزنك لترشيح معلق Aspergillus fumigatus، وضبط الأس الهيدروجيني إلى 6.5 والاحتضان عند 32 درجة مئوية مع الرج عند 150 دورة في الدقيقة لمدة 72 ساعة.

اقرأ المزيد: وزير الزراعة يؤكد أهمية تطبيقات النانو تكنولوجي في الزراعة والغذاء

قياسات الجسيمات النانوية

تستخدم العديد من الأدوات عادة لفحص خصائص الجسيمات النانوية. مطيافية الأشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه (FTIR) المستخدمة لتحديد أنواع الروابط الكيميائية وتحليل المجموعات الوظيفية للجسيمات النانوية؛ بينما يتم تحديد حجم الجسيمات النانوية، والبنية البلورية ومظهر السطح باستخدام XRD، والمجهر الإلكتروني النافذ (TEM) والمجهر الإلكتروني.

يستخدم الماسح الضوئي SEM التحليل الطيفي للأشعة السينية المشتتة للطاقة (EDX) للتحليل الأولي للتوصيف الكيميائي للجسيمات النانوية ، بينما يتم استخدام مجهر القوة الذرية (AFM) ومجهر قوة المسح (SFM) لتصوير الذرات والهياكل، يتم استخدام تحليل تشتت الضوء الديناميكي (DLS) لتحديد توزيع حجم الجسيمات النانوية.

التخليق الحيوي الفطري للجسيمات النانوية

تم إجراء العديد من الدراسات لإنتاج الجسيمات النانوية عن طريق الفطريات، تتميز الفطريات في الغالب بقدرتها على إنتاج كميات كبيرة من الإنزيمات والبروتينات التي تساهم في إنتاج الجسيمات النانوية، لأنها تنتجها بمستويات عالية تحفز إنتاج الجسيمات النانوية من المعادن بسرعة، بالإضافة إلى النمو السريع للفطريات وسهولة التعامل معها في المختبر  التي تعتمد على البروتين والأحماض العضوية والهيدروجينيز والاختزال المعتمد على النترات.

شاهد: تقنية النانوتكنولوجي في تغذية النبات

علاوة على ذلك، أن أنواع Aspergillus وPenicillium تمتلك العديد من مشتقات الهيدروكسي والميثوكسي من benoquinone وtoluquinone نتيجة التعرض للإجهاد المعدني الذي يخضع لتفاعلات الأكسدة والاختزال لإنتاج الجسيمات النانوية.

أيضا إن الفطريات التي تمتلك جينًا محددًا تتحكم في إفراز كميات كبيرة من الإنزيمات اللازمة لتحويل النانو، والتي يمكن أن تحصل على عدد كبير من الجسيمات النانوية بأحجام صغيرة.

بالإضافة إلى ذلك، لاحظت الدراسات المتراكمة أن العديد من الفطريات يمكن أن تنتج جسيمات نانوية مثل Aspergillus sp. ، Cladosporum sp. ، Penicillium sp. ، Fusarium sp. وTrichothecium sp. يمكن للفطريات تقليل حجم أيونات المعادن إلى جزيئات نانوية داخل الخلية الفطرية من خلال تفاعل الكتلة الحيوية للفطر مع المعدن، وخارج الخلية الفطرية من تفاعل ترشيح الفطر مع المحلول المعدني.

يمكن القيام بذلك من خلال آليتين مختلفتين؛ الأول من خلال جدار الخلية الفطرية عن طريق محاصرة أيونات المعادن على سطح الخلية الفطرية بسبب التفاعل الكهروستاتيكي للمجموعات المشحونة إيجابيا في الإنزيمات الموجودة في جدار الخلية الفطرية، وبعد ذلك يتم تقليل الإنزيمات داخل الخلية أيونات المعادن التي تعمل على تكديس الأيونات المعدنية وتشكيل الجسيمات النانوية، وقد لوحظ وجودها على الغشاء السيتوبلازمي والسيتوبلازم، وانتشرت الجزيئات الصغيرة عبر جدار الخلية الفطرية.

بينما تتضمن الآلية الثانية تقليل النترات اعتمادا على NADPH الذي تفرزه الفطريات في وسط التفاعل لإنتاج جسيمات نانوية خارج الخلية عن طريق تحويلها إلى NADP.

اقرأ المزيد: باحث مصري يتوصل لصناعة مركبات باستخدام تكنولوجيا النانو لإنتاج أغذية مضادة للجراثيم

حدد قدرة Fusarium oxysporum على تقليل إنزيم الكبريتيت لإنتاج جزيئات كبريتيد الكادميوم النانوية. بالإضافة إلى ذلك، أظهر أيضا إمكانية إنتاج جسيمات الفضة النانوية بواسطة F. oxysporum بحجم 5-50 نانومتر. تم إنتاج جزيئات الذهب النانوية أيضا في أشكال كروية ومثلثة وسداسية مختلفة بحجم 8-40 نانومتر باستخدام Colletotrichum sp؛ وجد أن بروتينات الفطر لها دور مهم في تثبيت جزيئات الذهب النانوية.

لاحظ أن الفطر F. oxysporum لديه القدرة على إنتاج جسيمات الفضة الكروية النانوية ضمن حجم يتراوح بين 20 – 50 نانومتر في القطر، علاوة على ذلك إمكانية التخليق الحيوي لجسيمات الفضة النانوية بحجم 5 – 25 نانومتر في وجود Aspergillus fumigatus.

بالإضافة إلى ذلك ،عن إنتاج الأشكال الكروية والمثلثية والسداسية والأشكال الأخرى لجسيمات الذهب النانوية باستخدام Verticillium luteoalbum. في حين أشار إلى إمكانية إنتاج جسيمات الفضة النانوية باستخدام ترشيح Trichoderma asperellum بعد تعريضه لنترات الفضة.

أن Aspergillus niger لديه القدرة على إنتاج جزيئات الفضة النانوية. تم إنتاج الجسيمات النانوية الفضية أيضًا باستخدام Cladosporium cladosporioides، بينما Varshney et al أظهر أن Fusarium semitectu أنتج بشكل كافٍ جسيمات نانوية فضية بحجم 10-60 نانومتر.

أظهر أيضا أن الجسيمات النانوية الفضية الكروية تم إنتاجها باستخدام مرشح Penicillium fellutanum؛ لاحظ إنتاج الجسيمات النانوية الفضية بشكل مختلف الأشكال من مثلث إلى كروي بحجم يتراوح بين 20 – 80 نانومتر بواسطة Hormoconis resinae.

علاوة على ذلك، تم إنتاج جسيمات الفضة النانوية بحجم 10-25 نانومتر باستخدام Rhizopus stolonifer، أن استخدام Tricholoma crissum لإنتاج جسيمات الفضة النانوية أدى إلى تكوين جزيئات كروية مع عدد صغير من الجسيمات السداسية.

تم تكوين جسيمات السيلينيوم النانوية أيضًا بحجم 15-30 نانومتر بواسطة مرشح Alternaria. علاوة على ذلك تم استخدام Chrysoporium tropicum لتجميع جزيئات الذهب والفضة النانوية بحجم 2 – 15 و20 – 50 نانومتر على التوالي) ذكر أيضًا استخدام Aspergillus flavus لإنتاج جزيئات التيتانيوم النانوية.

في المقابل، تم تصنيع جزيئات الذهب النانوية باستخدام Penicillium chrysogenum وRhizopus تم إنتاج جسيمات الزنك النانوية باستخدام Saccharomyces cerevisiae MTCC2918 بحجم 30 – 40 نانومتر.

العوامل المؤثرة على إنتاج الفطريات للجسيمات النانوية

تؤثر العوامل المختلفة بما في ذلك درجة الحرارة والكتلة الحيوية والتركيز ووقت التعرض ودرجة الحموضة ووجود الإنزيمات على شكل وحجم الجسيمات النانوية المنتجة. وأن الأس الهيدروجيني عامل فعال في طبيعة وحجم الجسيمات النانوية المنتجة باستخدام الفطريات. و أن زيادة درجة حرارة التفاعل يؤدي إلى انخفاض في حجم الجسيمات النانوية المركبة.

بتقييم أهمية درجة الحرارة في تنظيم نشاط الفطر وحركة الأيونات أثناء إنتاج الجسيمات النانوية، بالإضافة إلى ذلك وجد أن الفترة الزمنية تؤثر بشكل كبير على إنتاج وجودة الجسيمات النانوية؛ ودرس تأثير الأس الهيدروجيني وكمية الكتلة الحيوية الفطرية ودرجة الحرارة وتركيز نترات الفضة على إنتاج جزيئات الفضة النانوية باستخدام Aspergillus niger ولاحظ أن تحسين هذه العوامل يمكن أن يحسن إنتاج جزيئات الفضة النانوية.

تطبيق المواد النانوية في أمراض النبات

1ـ مثبطات نمو فطرية: تمت تغطية تأثير الجسيمات النانوية على نطاق واسع من خلال الدراسات السابقة. وأظهر نشاط جسيمات الفضة النانوية في تثبيط نمو Botrytis cinerea. علاوة على ذلك، فقد أظهرت جسيمات الفضة النانوية نشاط تثبيط ملحوظ لـ Phoma glomerata وPhoma herbarum وFusarium semitecum.

كما حالت جسيمات الفضة النانوية دون نمو الأجسام الحجرية لـFusarium spp.. في المقابل) حددت فعالية الجسيمات النانوية الفضية كمثبطات للنمو الفطري لمواد غلويسبويد Colletotricum gloespoides، وكذلك تثبيط نمو Pencillium phoenicum وAspergillus niger وAureobasidium pullulans)، ووجد أن جزيئات الشيتوزان النانوية تمنع بشكل فعال النمو الفطري في Alternaria alternata وMacrophomina phaseolina وRhizoctonia solani.

أظهرت جزيئات الشيتوزان النانوية نشاطا عاليا في تثبيط نمو الفطر F. oxysporum وAlternaria terrens وFusarium solani.. وجد أن جزيئات أكسيد المغنيسيوم النانوية تثبط نمو F. oxysporum وSclerotium rolfsii وR. solani في المختبر.

بالإضافة إلى ذلك، أن جزيئات الشيتوزان النانوية تثبط بشكل معتدل نمو Botrytis fabae وAlternaria alternata تحت ظروف المختبر.

أدى استخدام الجسيمات النانوية الشيتوزان إلى تثبيط نمو نبات الداليا Verticilium، كما قلل من نسبة إنبات البوغ. بالإضافة إلى ذلك، تم تثبيط نانو الشيتوزان بنشاط نمو Neoscytalidium dimidiatum في المختبر عند مزجه مع الفضة النانوية مقارنة باستخدام الفضة وحدها.

ظهر نشاط مثبطات نمو أكسيد المغنيسيوم والجسيمات النانوية الشيتوزان في Neoscytalidium hyalinum وN. novaehollandiae وN. dimidiatum. لاحظ  نشاطا عاليا للجسيمات النانوية من الشيتوزان لتثبيط نمو Alternaria solani مقارنةً بالعلاج بالكيتوزان وحده.

علاوة على ذلك، ارتفع نشاط جزيئات الشيتوزان النانوية مع زيادة التركيز. أوضح مؤخرا أن استخدام المستخلصات النانوية الخام من Agaricus وPleurotus يثبط نمو A. flavus مقارنة بالمستخلصات الطبيعية. بالإضافة إلى ذلك، أدت معالجة بذور الذرة الملوثة بمستخلصات النانو إلى تقليل إنتاج الأفلاتوكسين بشكل كبير.

أظهرت النتائج فعالية أكسيد النانو المغنيسيوم في تثبيط نمو Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici في المختبر، حيث كانت نسب التثبيط 98.07 و98.43 و100٪ بتركيزات 1 و2 و3 غم 100 مل -1.

2ـ مكافحة الفطريات المسببة للأمراض: ظهر دور الجسيمات النانوية الشيتوزان في تثبيط إنبات Colletotrichum gloeosporioides وتقليل الأنثراكنوز على نبات Carica papaya عند استخدامها كعامل وقائي. علاوة على ذلك، قلل استخدام الجسيمات النانوية من أكسيد المغنيسيوم من شدة مرض تعفن الجذور الناجم عن Fusarium oxysporum وSclerotium rolfsii وR. solani).

أن جزيئات الشيتوزان النانوية كانت فعالة في الحد من شدة مرض Botrytis fabae وA. alternata في الفول العريض (Vicia faba). من ناحية أخرى، لاحظ أن استخدام جزيئات أكسيد المغنيسيوم النانوية بتركيز منخفض كان فعالاً في تقليل حدوث وشدة الإصابة بالفطر F. solani f. القرع على البطيخ.

كما أنه كان فعالا في الحد من شدة عدوى Alternaria alternata وBotrytis fabae على الفول العريض، ومن المثير للاهتمام لاحظ أن جزيئات أكسيد المغنيسيوم النانوية قللت من شدة تعفن الجذور ومرض الشتلات الذي يسببه R. solani على نباتات الباذنجان (Solanum melongena).

أن تأثير أكسيد المغنيسيوم وجسيمات الشيتوزان النانوية في تقليل شدة تعفن الساق الأسود وذبول عدوى الفروع. لاحظ  أن جزيئات الشيتوزان النانوية قللت من شدة الإصابة بالنوع A. solani، علاوة على زيادة نمو النبات بشكل ملحوظ مع التحفيز الملحوظ للمقاومة النظامية للنبات.

خاتمة

توضح هذه المقالة أهمية تصنيع الجسيمات النانوية عن طريق الفطريات لما لها من صديقة للبيئة ومنخفضة التكلفة وكفاءة عالية في تحويل المواد إلى أحجام نانوية مقارنة بالطرق الأخرى، فضلا عن كفاءتها العالية في مقاومة مسببات الأمراض النباتية وتحفيز المقاومة النظامية في النباتات.

المراجع

Abdel Rahim, K., Mahmoud, S. Y., Ali, A. M., Almaary, K. S., Mustafaa, A. E. Z. M. A., & Husseiny, S. M. (2017). Extracellular biosynthesis of silver nanoparticles using Rhizopus stolonifer. Saudi Journal Biological Sciences, 24, 208-216.

Abdul-Karim, E. K. (2021). The efficiency of magnesium oxide, nano magnesium oxide and cinnamon alcoholic extract in controlling Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici which causes Fusarium wilt on tomato. International Journal of Agricultural and Statistical Sciences, 17, 1611-1618.

Aguilar-Mendez, M. A., Martinez, E. S., Ortega-Arroyo, L., Cobian-portillo, G., & Sanchez-Espindola, E. (2011). Synthesis and characterization of silver nanoparticles: effect on phytopathogen Colletotrichum glorsporioides. Journal Nanopart Research, 13, 2525-2532.

Kathiresan, K., Alikunhi, N. M., Pathmanaban, S., Nabikhan, A., & Kandasamy, S. (2010). Analysis of antimicrobial silver nanoparticles synthesized by coastal strains of Escherichia coli and Aspergillus niger. Canadian Journal of Microbiology, 56, 1050-1059.

Mohammadi, B., & Salouti, M. (2015). Extracellular biosynthesis of silver nanoparticles by Penicillium chrysogenum and Penicillium expansum. Synthesis and Reactivity in Inorganic, Metal-Organic, and Nano-MetalChemistry, 45, 844-847 .

Uddin, L., Adyanthaya, S., Syed, A., Selvaraj, K., Ahmed, A., & Poddar, P. (2008). Structure and microbial synthesis of sub 10 nm Bi2O3 nanocrystals. Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 8, 3909-3913.

Vahabi, K., Mansoori, G. A., & Karimi, S. (2011) Biosynthesis of silver nanoparticles by fungus Trichoderma reesei (A route for large scale production ofAgNPs). Insciences Journal, 1, 65-79.

Varshney, R., Mishra, A. N., Bhadauria, S., & Gaur, M. S. (2009). A novel microbial route to synthesize silver nano particles using fungus Hormoconis resinae. Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures, 4, 349-355.

Vetchinkina, E. P., Loshchinina, E. A., Burov, A. M., Dyykman, L. A., & Nikitina, V. E. (2014). Enzymatic formation of gold nanoparticles by submerged culture of the basidiomy cete Lentinus edodes. Journal of Biotechnology, 182, 37-45.

Xing, K., Liua, Y., Shena, X., Zhub, X., Lic, X., Miaoa, X., Fenga, Z., Penga, X., & Qind, S. (2017). Effect of O-chitosan nanoparticles on the development andmembrane permeability of Verticillium dahlia. Carbohydrate Polymers, 165, 334-343.

Xu, Z. P., Zeng, Q.H., Lu, G. Q., & Yu, A. B. (2006) Inorganic nanoparticles as carriers for efficient cellular delivery. Chemical Engineering Science, 61, 1027- 1040.

تابع الفلاح اليوم علي جوجل نيوز

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى