Gümüş nanopartikül uygulamasıyla biber (Capsicum annuum) bakteriyel gövde ve meyve çürüklüğü etmeni Pectobacterium carotovorum kontrolü
Application of silver nanoparticles for the control of pepper (Capsicum annuum) soft rot disease factor Pectobacterium carotovorum
Yazar: MELİSA AYIŞIĞI
Danışman: DOÇ. DR. LALE AKTAŞ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Nanoteknoloji = Nanotechnology

Özet:
Nanopartiküllerin kullanım alanları arasında bitki büyüme ve gelişmesinin uyarılması ve bitkilerin pest ve patojenlere karşı konulması yer almaktadır. Günümüzde en yaygın olarak üretilen ve kullanılan metal nanopartiküllerinden birisi gümüştür. Antimikrobiyal aktivitesi yüzyıllardır bilinmekte olan gümüşün nanoformda kazandığı yüksek yüzey/hacim oranı, yüksek iletkenlik ve termal stabilite gibi sıradışı özellikleriyle daha da ilgi çekici hale gelmiştir. Bu çalışmada, fitoseztezlenen AgNP'nin biber bitkilerinde bakteriyel gövde ve meyve çürüklüğü hastalığa neden olan bitki patojeni Pectobacterium carotovorum kontrolü üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Biber bitkileri sera koşullarında yetiştirilmiş ve dört yapraklı aşamaya ulaştıklarında bakteriyle enfekte edilmişlerdir. AgNP'nin farklı konsantrasyonları ve antibiyotik enfeksiyondan iki gün sonra uygulanmıştır. Fitosentezlenen gümüş nanopartiküllerin, UV/Vis spektrofotometrik ölçüm, FT-IR analizi ve zeta sizer ile karakterizasyonu yapılmıştır. Spektrofotometrik ölçüm sonuçlarında en yüksek pik gümüşün kendine özgü plazmon rezonansına denk gelen 400 ve 435 nm arasında görülmüştür. FT-IR sonuçları ise bu nanopartiküllerin doğal olarak fitoiçerik ile kaplandığını göstermiştir. Zeta sizer sonuçları ise nanopartikülün 180 nm olduğunu ve zeta potensiyelinin -11 mV olduğunu göstermiştir. Enfeksiyonun, antibiyotik ve nanopartikül uygulamalarının bitki üzerindeki etkileri ise MDA, H2O2 ve klorofil miktarları analizleriyle ve hastalık görülme yüzdesiyle belirlenmiştir. Bu sonuçlara bakılarak nanopartikülün ve enfeksiyonun bitki üzerinde oksidatif strese neden olmadığını fakat klorofil miktarını çok az miktarda azalttığı ve membran yapısını bozduğu gözlemlenmiştir. In vitro denemelerde ise nanopartikülün patojen üzerinde 500 ppm de etkili olduğu görülmüştür. Enfekte yapraklardan hesaplanan hastalık indekslerinin ise antibiyotik için %10.47, 250 ppm AgNP için %31.89 ve 500 ppm için %13.52 olarak hesaplanmıştır. Nanopartiküller bitki patojenlerinin kontrolünde kullanılabileceği, hastalık kontrolünde uygulama konsantrasyonu, nanopartikülün yapısı ve boyut özelliklerinin önemli etmenler olduğu görülmüştür.

Abstract:
Nanoparticle application areas include stimulation of plant growth, development and control of plant pathogens. Silver is one of the most produced and used metal nanoparticles. Silver has known for its antimicrobial effect for centuries and now in the nanoform it has gained unique feautures like high surface/volume ratio, conductivity, thermal stability. In this study, we investigated the antimicrobial effect of phytosynthesized AgNPs to control a plant pathogen Pectobacterium carotovorum that causes soft rot dieases on pepper seedlings. Pepper seedlings were grown under greenhouse conditions and were infected by this bacteria when they were in four leaves stage. AgNP in different concentrations and antibiotics were applied two days after the infection. Synthesized silver nanoparticles were characterized by using UV/Vis spectrophotometer, Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and Zeta sizer. According to spectrofotometric measurment, the highest peaks, obtained from UV/Vis spectrophotometer, were between 400 and 435 nm corresponding to plasmon resonance of AgNPs. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) results showed that, these nanoparticles are naturally coated with phytocontent. Zeta sizer results showed that nanoparticle size was 180 nm and its zeta potential was -11 mV. The effects of infection and other applications on seedlings was determined by tests like MDA content, H2O2 content, chlorophyll content analysis. In the In vitro studies MBC value of AgNP was determined as 500 ppm. The dieases indicincy was found as 10.47% for antibiotics, 31.86% and %13.52 for 250 and 500 ppm AgNP respectively. Based on these analysis results there has been no significant oxidative stress effect of nanoparticles and infection, they only affected the membran integration and chlorophyll content slightly. That showed us these nanoparticles can be used against plant pathogens but further investigations are needed.