Determination of Nematicidal Efficacy of Myristica fragrans Houtt (Magnoliales: Myristicaceae) Plant Extract against Pratylenchus thornei Sher et Allen (Tylenchida: Pratylenchidae) under Laboratory Conditions

Year 2024, Volume: 21 Issue: 5, 1161 - 1169

Fatma Gül Kamçılar , Didem Saglam Altinkoy

https://doi.org/10.33462/jotaf.1436159

Abstract

Cereals and legumes are the main food products in the world and in Türkiye. Research is being carried out to obtain high yields per unit area. There are important diseases and pests that affect the yields of agricultural crops. Pratylenchus spp. are one of the pests that cause significant yield losses in cereals and legumes. Since they are soil-borne pests, their control is also quite difficult. The chemicals used today have some negative effects on the sustainability of agricultural production and human health, for this reason, studies on alternative control methods have increased. One of these alternative methods is the use of plant extracts. Many plants in nature are used as biopesticides against pests as they contain substances such as secondary metabolites. In this study, the effectiveness of Myristica fragrans Houtt (Magnoliales: Myristicaceae) plant extract against Pratylenchus thornei Sher et Allen (Tylenchida: Pratylenchidae) was evaluated under laboratory conditions. In the experiment, 100, 250, 500, 1000 and 2500 ppm doses of ethanol extract of M. fragrans were applied and the experiment was carried out with 4 replicates and 2 replications. The experiments were carried out in 12-well plates. Mortality rates were determined at 24, 48 and 72 hours. As a result of the analysis of M. fragrans essential oil, the main constituent was determined Sabinene 37.18%. This was followed by α-Pinene 29.93%, 2-α-Pinene 19.00% and dl-Limonene 3.31%, respectively. According to the results of the experiment, the lowest mortality rate at the end of 24 hours was determined at 100 ppm with 4.93%. The mortality rate was found to be 27.02% at 2500 ppm and 85.81% for the positive control nematicide Abamectin. At the end of 48th hour, the lowest mortality rate was determined at 100 ppm with 14.14%. The mortality rate was found to be 72.70% at 2500 ppm and 89.39% for the positive control nematicide Abamectin. At the end of 72 hours, the lowest mortality rate was determined at 100 ppm with 26.57%. The mortality rate was found to be 75.33 % at 2500 ppm and 92.50 % for the positive control nematicide Abamectin. According to the results, it was determined that the ethanol extract of M. fragrans suppressed P. thornei and had the potential to be used in the control of the nematode.

Keywords

Pratylenchus thornei, Myristica fragrans, Biopesticide, Plant parasitic nematode, Nematicide

Ethical Statement

There is no need to obtain permission from the ethics committee for this study.

Supporting Institution

-

Thanks

We would like to thank Assist. Prof. Dr. Emine BİLGİNOĞLU from Ahi Evran University, Faculty of Agriculture, Department of Field Crops for her help in the extraction of essential oil of Myristica fragrans Houtt. This study was prepared from a graduate seminar.

Pratylenchus thornei Sher et Allen (Tylenchida: Pratylenchidae)’a Karşı Myristica fragrans Houtt (Magnoliales: Myristicaceae) Bitki Ekstraktının Nematisidal Etkinliğinin Laboratuvar Koşullarında Belirlenmesi

Abstract

Dünyada ve Türkiye’de temel gıda ürünlerinin başında tahıllar ve baklagiller gelmektedir. Birim alandan yüksek verim elde etmek için yoğun çalışmalar yapılmaktadır. Tarım ürünlerinde verime etki eden önemli hastalık ve zararlılar bulunmaktadır. Pratylenchus spp. tahıl ve baklagillerde önemli verim kayıplarına neden olan zararlılardandır. Toprak kökenli zararlılar olduğundan mücadelesi de oldukça zordur. Günümüzde kullanılan kimyasalların tarımsal üretimin sürdürülebilirliği açısından bazı olumsuzlukları ortaya çıkarması ve insan sağlığını tehdit etmesi nedeniyle alternatif mücadele yöntemleri üzerine çalışmalar yoğunlaşmıştır. Bu alternatif yöntemlerin başında bitki ekstraktlarının kullanımı yer almaktadır. Doğada bulunan birçok bitki içermiş olduğu sekonder metabolitler gibi maddeler sayesinde zararlılara karşı biyopestisit olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada Pratylenchus thornei Sher et Allen (Tylenchida: Pratylenchidae)’a karşı Myristica fragrans Houtt (Magnoliales: Myristicaceae) bitki ekstraktının etkinliği laboratuvar koşullarında denenmiştir. Denemede M. fragrans ‘ın etanol ekstraktının 100, 250, 500, 1000 ve 2500 ppm dozları uygulanmış ve deneme 4 tekerrürlü ve 2 tekrarlı olarak yürütülmüştür. Denemeler 12 kuyucuklu petri kabında gerçekleştirilmiştir. 24, 48 ve 72 saat sonunda ölüm oranları belirlenmiştir. M.fragrans uçucu yağının analizi sonucunda ana bileşen %37.18 ile Sabinene belirlenmiştir. Bunu sırasıyla α-Pinene %29.93, 2-α-Pinene %19.00 ve dl-Limonene %3.31 oranlarında tespit edilmiştir. Deneme sonuçlarına göre 24 saat sonunda en düşük ölüm oranı % 4.93 ile 100 ppm’de belirlenmiştir. 2500 ppm’de %27.02 ve pozitif kontrol olan Abamectin etken maddeli nematisitte %85.81 olarak tespit edilmiştir. 48. saat sonunda en düşük ölüm oranı %14.14 ile 100 ppm’de belirlenmiştir. 2500 ppm’de %72.70 olan ölüm oranı Abamectin etken maddeli nematisitte %89.39 olarak tespit edilmiştir. 72. saat sonunda en düşük ölüm oranı %26.57 ile 100 ppm’de belirlenmiştir. 2500 ppm’de %75.33 olan ölüm oranı Abamectin etken maddeli nematisitte %92.50 olarak bulunmuştur. Elde edilen sonuçlara göre M. fragrans’ın etanol ekstraktının P. thornei’yi baskıladığı ve nematodun mücadelesinde kullanılma potansiyelinin olduğu belirlenmiştir.

Keywords

Pratylenchus thornei, Myristica fragrans, Biyopestisit, Bitki paraziti nematod, Nematisit

Ethical Statement

Bu çalışma için etik kuruldan izin alınmasına gerek yoktur.

Thanks

Myristica fragrans Houtt’ın esansiyel yağ eldesi aşamasında yapmış olduğu yardımlar için Ahi Evran Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarla Bitkileri Bölümünden Dr. Öğr. Üyesi Emine BİLGİNOĞLU’na teşekkür ederiz. Bu çalışma Lisansüstü seminerinden hazırlanmıştır.

References

• Abbott, W. S. (1925). A method of computing the effectiveness of an insecticide. Journal of Economic Entomology, 18(2): 265-267.
• Altinkoy, H. D. S., Dura, O., and Kepenekci, I. (2020). Determination of the effectiveness of nano silver additive aqueous extract of Moringa oleifera L. (Brassicales: Moringaceae) against root lesion nematode [Pratylenchus thornei Sher & Allen) Chitwood (Nematoda: Pratylenchidae)] under laboratory conditions. Journal of Global Innovations in Agricultural Sciences, 8(1): 19-22.
• Anonim (2023a). The Global Report on Food Crises (GRFC). https://www.fsinplatform.org (Erişim Tarihi: 07.11.2023).
• Anonim (2023b). Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO). https://www.fao.org/site (Erişim Tarihi: 05.12.2023).
• Anonim (2023c). Hint Cevizi. https://tr.wikipedia.org/wiki/Hint_cevizi (Erişim Tarihi: 06.12.2023).
• Baermann, G. (1917). Eine einfache Methode zur Auffindung von Ankylostomum (nematoden) Larven in Erdproben. Geneesk. Tijdschr. Ned-Indië, 57: 131-137.
• Butzge, J. C., Ferrão, S. K., Mezzomo, L., Calil, L. N., Mezzari, A., Limberger, R. P. and Apel, M. A. (2020). Antifungal activity of essential oils from Cinnamomum cassia, Myristica fragrans and Syzygium aromaticum against Rhodotorula mucilaginosa. Drug Analytical Research, 4(2): 3-11.
• Castillo, P., Trapero-Casas, J. L. and Jimenez-Diaz, R. M. (1995). Effect of time, temperature, and inoculum density on reproduction of Pratylenchus thornei in carrot disk cultures. Journal of Nematology, 27(1): 120.
• Chaubey, M. K. (2008). Fumigant toxicity of essential oils from some common spices against pulse beetle, Callosobruchus chinensis (Coleoptera: Bruchidae). Journal of Oleo Science, 57(3): 171-179.
• Dura, O., Dura, S., Kepenekci, İ. and Sağlam Altınköy H. D. (2022). Nematicidal Activity of Pine Rosin Extracts against Meloidogyne incognita and Pratylenchus thornei. IV. Balkan Agricultural Congress August 31-September, Edirne, Türkiye.
• Esteves, I., Maleita, C., Fonseca, L., Braga, M. E., Abrantes, I. and De Sousa, H. C. (2017). In vitro nematicidal activity of naphthoquinones against the root-lesion nematode Pratylenchus thornei. Phytopathologia Mediterranea, 56(1):127-132.
• Gad, S. B. and Osman, M. A. (2019). Preliminary evaluation of the effect of three rates of ground leaves and fruits powders of Myristica fragrans on Meloidogyne incognita infecting sunflower in vivo. Journal of Entomology and Nematology, 11(6): 66-69.
• Göze Özdemir, F. G., Arıcı, Ş. E. ve Elekçioğlu, H. İ. (2023). Buğdayda farklı Fusarium culmorum izolatları ile Pratylenchus thornei etkileşimi. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi, 20(1): 1-11.
• Jaiswal, P., Kumar, P., Singh, V. K. and Singh, D. K. (2009). Biological effects of Myristica fragrans. Annual Review of Biomedical Sciences, 11: 21-29.
• Jung, W. C., Jang, Y. S., Hieu, T. T., Lee, C. K. and Ahn, Y. J. (2007). Toxicity of Myristica fragrans seed compounds against Blattella germanica (Dictyoptera: Blattellidae). Journal of Medical Entomology, 44(3): 524-529.
• Kepenekçi, İ. (2012). Nematoloji (Bitki Paraziti ve Entomopatojen Nematodlar) [Genel Nematoloji (Cilt-I) Eğitim, Yayım ve Yayımlar Dairesi Başkanlığı, Ankara, Türkiye.
• Kısmalı, Ş. ve Madanlar, N. (1988). Azadirachta indica A. Juss (Meliaceae)'nın böceklere etkileri üzerinde bir inceleme. Türkiye Entomoloji Dergisi, 12(4): 239-249.
• Nicol, J. M., Turner, S. J., Coyne, D. L., Nijs, L. D., Hockland, S. and Maafi, Z. T. (2011). Current nematode threats to world agriculture. In: Genomics and Molecular Genetics of Plant-Nematode Interactions, Eds: Jones, J., Gheysen, G., Fenoll, C., Springer Netherlands.
• Ragab, T. I., El Gendy, A. N. G., Saleh, I. A. and Esawy, M. A., (2019). Chemical composition and evaluation of antimicrobial activity of the Origanum majorana essential oil extracted by microwave-assisted extraction, conventional hydro-distillation and steam distillation. Journal of Essential Oil Bearing Plants, 22(2): 563-573.
• Srijita, D. (2015). Biopesticides: An ecofriendly approach for pest control. World Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences (WJPPS), 4(6): 250-265.
• Taşkın, A. Ş. (2020). Bazı bitki ekstraktlarının önemli bitki paraziti nematodlara karşı etkinliğinin araştırılması (Yüksek Lisans Tezi), Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana, Türkiye.
• Tülek, A., Kepenekçi, I., Cobanoğlu, S., Hekimhan, H., Devran, Z., Melik, B. and Elekcioğlu, İ. H. (2009). A new multiplication method of rice white tip nematode (Aphelenchoides besseyi Christie, Aphelenchida: Aphelenchoidiae), on carrot discs. Russian Journal of Nematology, 17: 135-136.
• Verdejo-Lucas, S. and Pinochet, J. (1992). Population densities of five migratory endoparasitic nematodes in carrot disk culture. The Journal of Nematology, 24(1): 96-98.
• Williamson, V. M. and Gleason, C. A. (2003). Plant–nematode interactions. Current Opinion in Plant Biology, 6(4): 327-333.
• Yaman C. and Şimşek Ş. (2022). Contact toxicity of Hypericum Extracts against Rhyzopertha dominica (Fab.) (Coleoptera: Bostrichidae). Journal of Tekirdağ Agricultural Faculty, 19(4): 737-744.