Published September 14, 2023 | Version v1
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Eco-friendly preparation of thyme essential oil nano emulsion: Characterization, antifungal activity and resistance of Fusarium wilt disease of Foeniculum vulgare

Creators

  • 1. Al-Azhar University
  • 2. Agricultural Research Center
  • 3. King Saud University
  • 4. University of Antwerp

Description

Essential oil nanoemulsions have received much attention in the last period for controlling of fungal plant pathogens. In this study, thyme oil nanoemulsion (TONE) was successfully prepared from thyme oil which extracted from Thymus vulgaris (T. vulgaris). The prepared TONE was characterized using DLS, Zeta potential, and TEM analyses. Results revealed that, TONE has spherical shape with size 32.7 nm. Moreover, results illustrated that TONE exhibited promising antifungal activity against Fusarium oxysporum (F. oxysporum) with minimum fungicidal concentration (MFC) 5 mg/ml. Additionally, TONE concentrations 1, 2, 3 and 4 mg/ml reduced the growth of F. oxysporum with percentages 7.78, 31.1, 52.2 and 67.8 % respectively. Disease index (DI) of Fusarium wilt reached the maximum rate by (85 %) in the Foeniculum vulgare (F. vulgare) plant infected with F. oxysporum. Application of TONE treatment on infected plants led to a decrease in DI to (17.5%) and an increase in the percentage of protection to (79.4%). Furthermore, DI was decrease to 42.5% with protection percentage 50% in the case of infected plant with TOE. Moreover, TOE, TONE played an important role in improving plant immunity by increasing phenol, proline, and antioxidant enzymes (POD&PPO) activities, as well as reducing oxidative stress by reducing (MDA & H2O2). Results revealed that TONE led to significant increase in free proline in compared to TOE. We can conclude that TOE, TONE are considered eco-friendly safe strong inducers of F. vulgare plant immunity alternatives to difenoconazole against fusarial wilt disease to preserve plant, soil, and human health.

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Translated Description (Arabic)

حظيت المستحلبات النانوية للزيوت الأساسية باهتمام كبير في الفترة الأخيرة للتحكم في مسببات الأمراض النباتية الفطرية. في هذه الدراسة، تم تحضير مستحلب نانوي لزيت الزعتر (نغمة) بنجاح من زيت الزعتر المستخرج من الغدة الصعترية الشائعة (T. vulgaris). تميزت النغمة المعدة باستخدام تحليلات DLS و Zeta potential و TEM. كشفت النتائج أن اللون له شكل كروي بحجم 32.7 نانومتر. علاوة على ذلك، أوضحت النتائج أن النغمة أظهرت نشاطًا مضادًا للفطريات واعدًا ضد Fusarium oxysporum (F. oxysporum) مع الحد الأدنى من تركيز مبيد الفطريات (MFC) 5 ملغ/مل. بالإضافة إلى ذلك، قللت تركيزات النغمة 1 و 2 و 3 و 4 ملغ/مل من نمو الأبواغ الحمضية بنسب 7.78 و 31.1 و 52.2 و 67.8 ٪ على التوالي. وصل مؤشر المرض (DI) لذبول المغزلي إلى الحد الأقصى للمعدل بنسبة (85 ٪) في نبات Foeniculum vulgare (F. vulgare) المصاب بـ F. oxysporum. أدى تطبيق علاج النغمة على النباتات المصابة إلى انخفاض في DI إلى (17.5 ٪) وزيادة في نسبة الحماية إلى (79.4 ٪). علاوة على ذلك، انخفض DI إلى 42.5 ٪ مع نسبة حماية 50 ٪ في حالة النبات المصاب بإصبع القدم. علاوة على ذلك، لعبت TOE، TONE دورًا مهمًا في تحسين مناعة النبات من خلال زيادة أنشطة الفينول والبرولين والإنزيمات المضادة للأكسدة (POD & PPO)، بالإضافة إلى تقليل الإجهاد التأكسدي عن طريق تقليل (MDA & H2O2). كشفت النتائج أن اللهجة أدت إلى زيادة كبيرة في البرولين الحر مقارنة بإصبع القدم. يمكننا أن نستنتج أن إصبع القدم، النغمة تعتبر محفزات قوية آمنة وصديقة للبيئة لبدائل مناعة نبات F. vulgare للديفينوكونازول ضد مرض الذبول المغزلي للحفاظ على النبات والتربة وصحة الإنسان.

Translated Description (French)

Les nanoémulsions d'huiles essentielles ont fait l'objet de beaucoup d'attention au cours de la dernière période pour lutter contre les agents pathogènes fongiques des plantes. Dans cette étude, une nanoémulsion (TON) d'huile de thym a été préparée avec succès à partir d'huile de thym extraite de Thymus vulgaris (T. vulgaris). La TONALITÉ préparée a été caractérisée à l'aide d'analyses DLS, de potentiel Zeta et TEM. Les résultats ont révélé que le TON a une forme sphérique avec une taille de 32,7 nm. De plus, les résultats ont montré que LE TON présentait une activité antifongique prometteuse contre Fusarium oxysporum (F. oxysporum) avec une concentration fongicide minimale (CMF) de 5 mg/ml. De plus, les concentrations TONALES de 1, 2, 3 et 4 mg/ml ont réduit la croissance de F. oxysporum avec des pourcentages de 7,78, 31,1, 52,2 et 67,8 % respectivement. L'indice de maladie (ID) du fusarium a atteint le taux maximal de (85 %) chez la plante Foeniculum vulgare (F. vulgare) infectée par F. oxysporum. L'application d'un traitement TONIQUE sur les plantes infectées a entraîné une diminution de l'ID à (17,5 %) et une augmentation du pourcentage de protection à (79,4 %). De plus, l'ID était réduite à 42,5 % avec un pourcentage de protection de 50 % dans le cas d'une plante infectée avec ORTEIL. De plus, LE TONUS de l'ORTEIL a joué un rôle important dans l'amélioration de l'immunité des plantes en augmentant les activités du phénol, de la proline et des enzymes antioxydantes (POD&PPO), ainsi que dans la réduction du stress oxydatif en réduisant (MDA & H2O2). Les résultats ont révélé que LE TONUS entraînait une augmentation significative de la proline libre par rapport à l'ORTEIL. Nous pouvons conclure que l'ORTEIL, LE TONUS sont considérés comme des inducteurs sûrs et respectueux de l'environnement des alternatives à l'immunité des plantes F. vulgare au difénoconazole contre la flétrissure fusarienne pour préserver la santé des plantes, du sol et de l'homme.

Translated Description (Spanish)

Las nanoemulsiones de aceites esenciales han recibido mucha atención en el último período para controlar los patógenos fúngicos de las plantas. En este estudio, la nanoemulsión de aceite de tomillo (TONE) se preparó con éxito a partir de aceite de tomillo que se extrajo de Thymus vulgaris (T. vulgaris). El TONO preparado se caracterizó utilizando análisis DLS, potencial Zeta y TEM. Los resultados revelaron que el TONO tiene forma esférica con un tamaño de 32,7 nm. Además, los resultados ilustraron que EL TONO mostró una actividad antifúngica prometedora contra Fusarium oxysporum (F. oxysporum) con una concentración fungicida mínima (MFC) de 5 mg/ml. Adicionalmente, las concentraciones de TONO 1, 2, 3 y 4 mg/ml redujeron el crecimiento de F. oxysporum con porcentajes de 7.78, 31.1, 52.2 y 67.8% respectivamente. El índice de enfermedad (ID) del marchitamiento por Fusarium alcanzó la tasa máxima en (85 %) en la planta Foeniculum vulgare (F. vulgare) infectada con F. oxysporum. La aplicación del tratamiento de TONO en las plantas infectadas condujo a una disminución de la DI a (17,5%) y un aumento en el porcentaje de protección a (79,4%). Además, la DI disminuyó al 42,5% con un porcentaje de protección del 50% en el caso de la planta infectada con TOE. Además, EL TONO jugó un papel importante en la mejora de la inmunidad de las plantas al aumentar las actividades de fenol, prolina y enzimas antioxidantes (Pod y PPO), así como en la reducción del estrés oxidativo al reducir (MDA y H2O2). Los resultados revelaron que EL TONO condujo a un aumento significativo de prolina libre en comparación con TOE. Podemos concluir que TOE, TONE se consideran inductores fuertes seguros y ecológicos de las alternativas de inmunidad de las plantas de F. vulgare al difenoconazol contra la enfermedad de marchitez fusarial para preservar la salud de las plantas, el suelo y el ser humano.

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Translated title (Arabic)
مستحلب نانو لزيت الزعتر صديق للبيئة: التوصيف والنشاط المضاد للفطريات ومقاومة مرض ذبول المغزلي من Foeniculum vulgare
Translated title (French)
Préparation écologique de nanoémulsion d'huile essentielle de thym : Caractérisation, activité antifongique et résistance à la fusariose de Foeniculum vulgare
Translated title (Spanish)
Preparación ecológica de nanoemulsión de aceite esencial de tomillo: Caracterización, actividad antifúngica y resistencia de la enfermedad por marchitamiento por Fusarium de Foeniculum vulgare

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4387168624
DOI
10.15835/nbha51313312

Is supplement to
https://openalex.org/W4297458457 (Other)
https://openalex.org/W4246222733 (Other)
https://openalex.org/W3189771701 (Other)
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https://openalex.org/W2019186030 (Other)
https://openalex.org/W1996991012 (Other)
https://openalex.org/W1479982084 (Other)

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