Μελέτη της χημικής σύστασης των φυτών Lavandula angustifolia, Rosmarinus officinalis, Citrus sinensis, Inula viscosa και της δράσης τους για τον έλεγχο ριζόκομβων νηματωδών:
Creators: name: Νάσιου, Ελένη Λάμπρου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2013
Subjects: αιθέρια έλαια
τερπένια
Meloidogyne
essential oils
terpenes

description: Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η νηματωδοκτόνος δράση των φυτών, Lavandula angustifolia, Rosmarinus officinalis, Citrus sinensis, Inula viscosa εναντίον των κομβονηματωδών M. incognita και M. javanica. Επιπλέον προσδιορίσθηκε σε σύστημα αέριου χρωματογράφου με φασματογράφο μάζας (Gas Chromatography-Mass Spectrometry: GC-MS) η χημική σύσταση των αιθερίων ελαίων που απομονώθηκαν από τα τέσσερα αυτά είδη. Τα βιολογικά πειράματα αφορούσαν α) στην πρόκληση παράλυσης σε προνύμφες δευτέρου σταδίου ανάπτυξης (J2) των M. incognita και M. javanica, που είναι το μολυσματικό στάδιο του βιολογικού κύκλου, β) στην παρεμπόδιση της εκκόλαψης των αυγών των νηματωδών, καθώς και γ) στην επίδραση στον βιολογικό κύκλο των νηματωδών μετά την είσοδό τους σε ρίζες φυτών τομάτας. Συγκεκριμένα, μελετήθηκε η νηματωδοκτόνος δράση των παραπάνω τεσσάρων αιθερίων ελαίων σε πειράματα παράλυσης με προνύμφες J2, για τρεις χρόνους εμβάπτισης (24, 48 και 96 h) και υπολογίστηκαν οι αντίστοιχες τιμές EC50. Το πλέον δραστικό αιθέριο έλαιο ήταν αυτό του είδους I. viscosa και οι τιμές EC50, για χρόνο εμβάπτισης 96 h στα διαλύματα ελέγχου για τις προνύμφες των M. incognita και των M. javanica, υπολογίστηκαν στα 250 και 2000 μg/mL αντίστοιχα. Ακολούθησαν τα αιθέρια έλαια των L. angustifolia και R. officinalis, τα οποία παρουσίασαν μέτρια αποτελεσματικότητα. Πραγματοποιήθηκαν δοκιμές τριών επιπέδων συγκέντρωσης (5, 50 και 500 μg/mL) των αιθερίων ελαίων στην παρεμπόδιση εκκόλαψης των αυγών M. incognita και M. javanica και διαπιστώθηκε σε όλες τις περιπτώσεις ισχυρή νηματωδοκτόνος δράση η οποία κατά φθίνουσα σειρά ήταν I. viscosa &gt; R. officinalis &gt; L. angustifolia &gt; C. sinensis. Επιπλέον, ελέγχθηκε η δράση των τερπενίων linalool, limonene, 1,8-cineole, L-camphor, L-borneol και β-eudesmol, τα οποία ταυτοποιήθηκαν σε ποσοστά υψηλότερα του 10% της ολικής σύνθεσης ως συστατικά των αιθερίων ελαίων, τόσο σε ανάλογα πειράματα παράλυσης με προνύμφες J2, καθώς και σε πειράματα αναστολής της εκκόλαψης των αυγών σε δύο επίπεδα συγκεντρώσεων. Τα τερπένια ως συστατικά των αιθερίων ελαίων, επέδειξαν δράση μόνο στην περίπτωση των πληθυσμών των νηματωδών του είδους M. incognita. Περισσότερο δραστικό βρέθηκε να είναι η β-eudesmol, ενώ τα linalool και 1,8-cineole, ακολουθούσαν. Αντίθετα όλα τερπένια ανέστειλαν την εκκόλαψη των αυγών σε ποσοστό από 58 έως 100% και για τα δύο είδη. Συσχετίζοντας τη δράση των αιθέριων ελαίων με τη δράση των μεμονωμένων συστατικών, συμπεραίνεται ότι τα συστατικά που συμμετέχουν σε υψηλό ποσοστό στην ολική σύσταση του ελαίου (&gt;10 %, βασικά συστατικά) δεν είναι πάντα απαραίτητο να είναι και βιολογικώς δραστικά, όπως για παράδειγμα η 1,8-cineole η οποία αν και περιέχεται ως συστατικό των λαδιών,σε ποσοστό &gt;10 % της ολικής σύνθεσης, ως μεμονωμένο συστατικό δεν βρέθηκε να είναι βιολογικώς δραστική. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, δεν μπορεί να εξαχθεί κάποιο ενιαίο συμπέρασμα σχετικό με τη συσχέτιση της χημικής ομάδας των τερπενίων με την ικανότητα πρόκλησης παράλυσης και αναστολής της εκκόλαψης των αυγών. Τέλος, μελέτηθηκε η επίδραση των τεσσάρων ειδών στο βιολογικό κύκλο των νηματωδών, με ενσωμάτωση στο έδαφος κονιορτοποιημένου αποξηραμένου φυτικού υλικόυ, η οποία οδήγησε σε μείωση του αριθμού των θηλυκών ατόμων καθώς και του αριθμό των κόμβων από M. incognita και M. javanica. Οι τιμές EC50 υπολογίστηκαν στα 2.87, 4.40, 8.70 και πάνω από 100.00 mg/g για τη μείωση του αριθμού των θηλυκών ανά γραμμάριο ρίζας για το R. officinalis, I. viscosa, C. sinensis και L. angustifolia, αντίστοιχα. Τέλος, οι τιμές EC50 στους M. javanica υπολογίστηκαν στα 2.00, 3.00, 3.20 και 5.70 mg/g για τη μείωση του αριθμού των θηλυκών ανά γραμμάριο ρίζας για τo C. sinensis, L. angustifolia, I. viscosa και R. officinalis, αντίστοιχα. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι τα φυτικά είδη που μελετήθηκαν μπορούν με κατάλληλη μεταχείριση να αποτελέσουν εναλλακτικά μέσα σε ένα πρόγραμμα ελέγχου των κομβονηματωδών Meloidogyne.
description: Four botanical species have been studied for their nematicidal activity against root-knot nematodes M. incognita and M. javanica. The essential oils (EOs) of four greek plants were extracted and studied namely: Lavandula angustifolia, Rosmarinus officinalis, Citrus sinensis, Inula viscosa. Αll EOs analyzed with gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) method and the chemical composition of the EOs used, for the nematodes control, was determined as well. All EOs except for C. sinensis, significantly paralyzed J2 and the calculated EC50 values were lower for M. incognita indicating higher sensitivity of this species. I. viscosa exhibited the highest activity and EC50/96 h value against M. incognita and M. javanica was calculated at 250 μg/mL and 2000 μg/mL, respectively. All EOs tested at 5, 50, 500 μg/mL, inhibited nematodes egghatch. In specific I. viscosa exhibited once again the highest activity namely 100 % egg hatch arrest when tested at 5 μg/mL, while R. officinalis and L. angustifolia followed, with C. sinensis being significantly less active. Additionally the nematicidal activity has been tested by paralysis as well as egg-hatch arrest bioassays performed using EOs along with their major and no major terpene components (linalool, limonene, 1.8-cineole, L-camphor, L-borneol, caryophyllene oxide and β-eudesmol). The highest paralysis activities observed were exhibited against sesquiterpene β-eudesmol and the monoterpene linalool, followed by monoterpenes 1.8-cineole and limonene which showed low paralysis activity against M. incognita. For the rest of the terpenes (L-camphor, L-borneol and caryophyllene oxide) used, the EC50 values are estimated to be higher than 2000 μg/mL, as the paralysis they provoked never reached 50 % over control. It must be noted that according to the results, none of these seven terpene components was active against M. javanica, as they provoked paralysis lower than 50 %. When terpenes were tested at 500 and 1000 μg/mL on nematode eggs they all arrested hatch at 58 to 100 %. Correlating the activity of the essential oils with the activity of the individual components, it is concluded that the components involved in a high proportion in the total composition of the oil (&gt; 10%, main components) are not necessarily biologically active. Moreover, plant material from the four species was used as organic amendment in tomato plants inoculated with nematodes and their nematicidal activity was evaluated. Specifically, the EC50 values for R. officinalis, I. viscosa, C. sinensis, and L. angustifolia against M. incognita female adults were calculated at 2.87, 4.40, 8.70 and over 100.00 mg/g, respectively. Also the EC50 values were calculated against M. javanica female adults at 2.00, 3.00, 3.20 και 5.70 mg/g for C. sinensis, L. angustifolia, I. viscosa and R. officinalis, respectively. It should be noted that I. viscosa, C. sinensis, and L. angustifolia induced phytotoxicity at the high doses. The dual larvicidal and egg hatch inhibition activity, holds promise towards the optimization of artificial mixtures as novel and effective natural nematicides. Complex interactions of primary compounds and subsequent decomposition derivates compose efficacy profile of soil amendments.