Published April 28, 2021 | Version v1
Publication Open

Biological control of soil borne cucumber diseases using green marine macroalgae

Creators

  • 1. Tanta University
  • 2. Agricultural Research Center
  • 3. Cairo University

Description

Abstract Background In this study, the potential of extracts and powders of green seaweeds, Ulva fasciata , and Enteromorpha flexuosa was evaluated as biocontrol against the pathogenic soil-borne fungi, Macrophomina phaseolina and Fusarium solani , infecting cucumber plants in Egypt. The antifungal activity of the algal extracts was evaluated in vitro against the pathogens mycelial fungal growth using five organic solvents. Results Obtained results indicated that mycelial growth inhibition was noticed with F. solani in all algal extracts tested. In M. phaseolina , all algal extracts did not inhibit the fungal growth but affected microsclerotia formation (the main source of the second infection). In the case of F. solani , the highest reduction (68.6%) was noticed, while the chloroform extract of U. fasciata inhibited the radial growth of F. solani to 2.5 cm when E. flexuosa inhibited the radial growth to 4.3 cm as compared with the control (8.0 cm). The gas chromatography-mass spectrometry and the infrared spectroscopy analyses revealed that iron-monocarbonyl, cyclononasiloxane, and their functional groups, including amine, ether, etc., might play a core role in the anti-fungal activity of the seaweed extracts used. Conclusion This work concluded that the macroalgae species with many unique antifungal properties components had an inhibitory effect against soil-borne cucumber diseases. The antimicrobial activity might be explored in the future in numerous diverse applications in agriculture and plant disease control, revealing their actions to control some plant fungal pathogens.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

خلفية مجردة في هذه الدراسة، تم تقييم إمكانات مستخلصات ومساحيق الأعشاب البحرية الخضراء، و Ulva fasciata ، و Enteromorpha flexuosa كمكافحة حيوية ضد الفطريات المسببة للأمراض التي تنقلها التربة، و Macrophomina phaseolina و Fusarium solani ، التي تصيب نباتات الخيار في مصر. تم تقييم النشاط المضاد للفطريات للمستخلصات الطحلبية في المختبر مقابل نمو الفطريات الفطرية المسببة للأمراض باستخدام خمسة مذيبات عضوية. النتائج أشارت النتائج التي تم الحصول عليها إلى أن تثبيط النمو الفطري لوحظ مع ف. سولاني في جميع مستخلصات الطحالب التي تم اختبارها. في M. phaseolina ، لم تمنع جميع مستخلصات الطحالب النمو الفطري ولكنها أثرت على تكوين التصلب المجهري (المصدر الرئيسي للعدوى الثانية). في حالة ف. سولاني ، لوحظ أعلى انخفاض (68.6 ٪)، في حين أن مستخلص الكلوروفورم من U. لفافة يثبط النمو الكعبري لف. سولاني إلى 2.5 سم عندما تثبط E. flexuosa النمو الكعبري إلى 4.3 سم مقارنة مع عنصر التحكم (8.0 سم). كشفت القياسات الطيفية للكتلة اللونية الغازية والتحليلات الطيفية للأشعة تحت الحمراء أن أحادي كربونيل الحديد والسيكلونونازيلوكسان ومجموعاتهما الوظيفية، بما في ذلك الأمين والأثير وما إلى ذلك، قد تلعب دورًا أساسيًا في النشاط المضاد للفطريات لمستخلصات الأعشاب البحرية المستخدمة. استنتاج خلص هذا العمل إلى أن أنواع الطحالب الكبيرة ذات العديد من مكونات الخصائص المضادة للفطريات الفريدة كان لها تأثير مثبط ضد أمراض الخيار التي تنقلها التربة. يمكن استكشاف النشاط المضاد للميكروبات في المستقبل في العديد من التطبيقات المتنوعة في الزراعة ومكافحة الأمراض النباتية، مما يكشف عن أفعالهم للسيطرة على بعض مسببات الأمراض الفطرية النباتية.

Translated Description (French)

Résumé Contexte Dans cette étude, le potentiel des extraits et des poudres d'algues vertes, Ulva fasciata et Enteromorpha flexuosa a été évalué en tant que biocontrôle contre les champignons pathogènes du sol, Macrophomina phaseolina et Fusarium solani , infectant les plantes de concombre en Égypte. L'activité antifongique des extraits d'algues a été évaluée in vitro contre la croissance fongique mycélienne des pathogènes à l'aide de cinq solvants organiques. Résultats Les résultats obtenus ont indiqué que l'inhibition de la croissance mycélienne a été remarquée avec F. solani dans tous les extraits d'algues testés. Chez M. phaseolina , tous les extraits d'algues n'inhibaient pas la croissance fongique mais affectaient la formation de microsclérotes (principale source de la deuxième infection). Dans le cas de F. solani , la réduction la plus élevée (68,6%) a été observée, tandis que l'extrait chloroformique de U. fasciata inhibait la croissance radiale de F. solani à 2,5 cm lorsque E. flexuosa inhibait la croissance radiale à 4,3 cm par rapport au témoin (8,0 cm). La chromatographie en phase gazeuse, la spectrométrie de masse et les analyses par spectroscopie infrarouge ont révélé que le fer-monocarbonyle, le cyclononasiloxane et leurs groupes fonctionnels, y compris l'amine, l'éther, etc., pourraient jouer un rôle central dans l'activité antifongique des extraits d'algues utilisés. Conclusion Ce travail a conclu que les espèces de macroalgues ayant de nombreuses propriétés antifongiques uniques avaient un effet inhibiteur contre les maladies du concombre transmises par le sol. L'activité antimicrobienne pourrait être explorée à l'avenir dans de nombreuses applications diverses dans l'agriculture et le contrôle des maladies des plantes, révélant leurs actions pour contrôler certains agents pathogènes fongiques des plantes.

Translated Description (Spanish)

Resumen Antecedentes En este estudio, se evaluó el potencial de extractos y polvos de algas verdes, Ulva fasciata y Enteromorpha flexuosa como biocontrol contra los hongos patógenos transmitidos por el suelo, Macrophomina phaseolina y Fusarium solani , que infectan las plantas de pepino en Egipto. La actividad antifúngica de los extractos de algas se evaluó in vitro contra los patógenos del crecimiento micelial fúngico utilizando cinco disolventes orgánicos. Resultados Los resultados obtenidos indicaron que se observó inhibición del crecimiento micelial con F. solani en todos los extractos de algas analizados. En M. phaseolina , todos los extractos de algas no inhibieron el crecimiento fúngico, pero afectaron la formación de microesclerocios (la principal fuente de la segunda infección). En el caso de F. solani , se observó la mayor reducción (68.6%), mientras que el extracto de cloroformo de U. fasciata inhibió el crecimiento radial de F. solani a 2.5 cm cuando E. flexuosa inhibió el crecimiento radial a 4.3 cm en comparación con el control (8.0 cm). La cromatografía de gases-espectrometría de masas y los análisis de espectroscopia infrarroja revelaron que el hierro-monocarbonilo, el ciclononasiloxano y sus grupos funcionales, incluidos la amina, el éter, etc., podrían desempeñar un papel central en la actividad antifúngica de los extractos de algas marinas utilizados. Conclusión Este trabajo concluyó que las especies de macroalgas con muchos componentes únicos de propiedades antifúngicas tenían un efecto inhibidor contra las enfermedades del pepino transmitidas por el suelo. La actividad antimicrobiana podría explorarse en el futuro en numerosas aplicaciones diversas en la agricultura y el control de enfermedades de las plantas, revelando sus acciones para controlar algunos patógenos fúngicos de las plantas.

Files

s41938-021-00421-6.pdf

Files (688.1 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:e7a9313254dc97cf2056389c64bea918
688.1 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
المكافحة البيولوجية لأمراض الخيار التي تنقلها التربة باستخدام الطحالب البحرية الخضراء
Translated title (French)
Lutte biologique contre les maladies du concombre transmises par le sol à l'aide de macroalgues marines vertes
Translated title (Spanish)
Control biológico de las enfermedades del pepino transmitidas por el suelo utilizando macroalgas marinas verdes

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3164069037
DOI
10.1186/s41938-021-00421-6

Is supplement to
https://openalex.org/W4379140751 (Other)
https://openalex.org/W4283022499 (Other)
https://openalex.org/W337537310 (Other)
https://openalex.org/W2513271263 (Other)
https://openalex.org/W2390447987 (Other)
https://openalex.org/W2161180371 (Other)
https://openalex.org/W2126534545 (Other)
https://openalex.org/W2094183806 (Other)
https://openalex.org/W2046992066 (Other)
https://openalex.org/W1490647332 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W113780596
  • https://openalex.org/W1870606156
  • https://openalex.org/W1992191851
  • https://openalex.org/W2033275369
  • https://openalex.org/W2065518779
  • https://openalex.org/W2117933268
  • https://openalex.org/W2163760715
  • https://openalex.org/W2181634865
  • https://openalex.org/W2198593138
  • https://openalex.org/W2314748701
  • https://openalex.org/W2558657373
  • https://openalex.org/W2755258600
  • https://openalex.org/W2779436737
  • https://openalex.org/W2974049634
  • https://openalex.org/W3009488850