異なる表面コーティング剤で安定化した銀およびセレンナノ粒子の抗真菌活性

Antifungal activities of silver and selenium nanoparticles stabilized with different surface coating agents.

• Karolina Vrandečić
• Jasenka Ćosić
• Jelena Ilić
• Boris Ravnjak
• Atiđa Selmani
• Emerik Galić
• Barbara Pem
• Rinea Barbir
• Ivana Vinković Vrček
• Tomislav Vinković

抄録

背景:

環境と人間の健康の両方に影響を与える様々な化学農薬の使用が拡大していることから、植物病原体に対処するための新しくてより適切な方法が必要とされています。ナノテクノロジーは、農業生産を含む様々な経済領域において、卓越した機能性を持つナノスケールの材料の使用を可能にしてきた。本研究では、植物病原菌Macrophomina phaseolina、Sclerotinia sclerotiorum、Diaporthe longicollaに対して、異なる表面コーティングで安定化し、異なる表面電荷で特徴づけられたセレンナノ粒子（SeNPs）と銀ナノ粒子（AgNPs）の抗真菌力を評価することを目的とした。

BACKGROUND: Extensive and growing use of different chemical pesticides that affect both the environment and human health raises a need for new and more suitable methods to deal with plant pathogens. Nanotechnology has enabled the use of materials at the nanoscale with exceptional functionality in different economic domains including agricultural production. This study aimed to evaluate antifungal potential of selenium nanoparticles (SeNPs) and silver nanoparticles (AgNPs) stabilized with different surface coatings and characterized by different surface charge on plant pathogenic fungi Macrophomina phaseolina, Sclerotinia sclerotiorum and Diaporthe longicolla.

結果:

AgNPsは、3つの異なる安定化剤、すなわち、クエン酸モノ（MC-AgNPs）、臭化セチルトリメチルアンモニウム（CTAB-AgNPs）およびポリビニルピロリドン（PVP-AgNPs）で被覆された。SeNPは、ポリ-l-リジン(PLL-SeNPs)、ポリアクリル酸(PAA-SeNPs)、およびポリビニルピロリドン(PVP-SeNPs)で被覆された。ナノ粒子の7つの異なる濃度（0.1、0.5、1、5、10、50および100mgL）を適用した。すべてのAgNPとSeNPは、試験した真菌の生育を有意に抑制した。試験したNPの中では，PVP-AgNPsが，試験した植物病原性真菌，特にS. sclerotiorumに対して最も優れた抑制効果を示した。また，PLL-SeNPで処理したS. sclerotiorumに対しても同様の強膜形成抑制効果が認められた。

RESULTS: AgNPs were coated with three different stabilizing agents: mono citrate (MC-AgNPs), cetyltrimethyl ammonium bromide (CTAB-AgNPs) and polyvinylpyrrolidon (PVP-AgNPs). SeNPs were coated with poly-l-lysine (PLL-SeNPs), polyacrylic acid (PAA-SeNPs), and polyvinylpyrrolidon (PVP-SeNPs). Seven different concentrations (0.1, 0.5, 1, 5, 10, 50 and 100 mg L ) of nanoparticles were applied. All AgNPs and SeNPs significantly inhibited the growth of the tested fungi. Among the tested NPs, PVP-AgNPs showed the best inhibitory effect on the tested plant pathogenic fungi, especially against S. sclerotiorum. The similar inhibition of the sclerotia formation was observed for S. sclerotiorum treated with PLL-SeNPs.

結論:

これらの結果は、異なるコーティング剤で安定化したAgNPとSeNPの異なる植物病原菌に対する殺菌効果についての新たな知見を提供するものであった。今後の研究は、農業生態系全体を考慮に入れた農業におけるSeNPsやAgNPsの使用のリスク/ベネフィット比の詳細な評価に焦点を当てるべきである。

CONCLUSION: Obtained results provides new insights on fungicide effect of AgNPs and SeNPs stabilized with different coating agents on different plant pathogens. Further work should focus on detailed risk/benefit ratio assessment of using SeNPs or AgNPs in agriculture taking into account whole agroecosystem. © 2020 Society of Chemical Industry.

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