Cannelle et Chitosan : Un nouvel espoir pour les riziculteurs
Des solutions naturelles comme la cannelle peuvent aider à lutter contre les maladies du riz.
Qamar Mohammed Naji, Dzarifah Mohamed Zulperi, Khairulmazmi Ahmad, Erneeza Mohd Hata
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Table des matières
Le riz est l'un des aliments les plus importants pour les humains. Les gens cultivent le riz depuis des milliers d'années, avec des preuves de sa culture remontant à environ 1500-1000 avant J.-C. Aujourd'hui, environ 40 % de la population mondiale compte sur le riz comme aliment de base, surtout dans les pays en développement. Le riz pousse mieux dans des conditions chaudes et humides, qu'on trouve dans de nombreux pays asiatiques, surtout dans les tropiques.
En Malaisie, le riz est la troisième culture la plus importante après le caoutchouc et l'huile de palme, avec les États de Kedah et Perlis comme les principaux endroits où on cultive le riz. Cependant, les rizières sont confrontées à de nombreux problèmes, principalement à cause de maladies causées par des germes, des champignons et des bactéries. Ces maladies peuvent sérieusement réduire la production des agriculteurs. Plus de 70 maladies sont connues pour affecter le riz, avec plusieurs maladies bactériennes majeures attaquant différentes parties de la plante de riz, y compris les graines, les feuilles et les racines.
L'une des maladies bactériennes les plus graves touchant le riz au niveau mondial, y compris en Malaisie, est la maladie de la panicule bactérienne (BPB). Cette maladie est causée par une bactérie appelée Burkholderia glumae. Si les plants de riz contractent cette maladie, cela peut entraîner une perte de rendement terrible, parfois jusqu'à 75 %. B. glumae adore la chaleur et peut se développer à des températures allant jusqu'à 41 °C. Elle infecte les graines de riz, causant des problèmes lors de la croissance des jeunes plants. Les bactéries produisent des substances nuisibles qui peuvent entraîner la pourriture des semis.
Les agriculteurs et les scientifiques essaient différentes méthodes pour gérer B. glumae dans les rizières. Certaines de ces méthodes incluent l'utilisation de souches inoffensives de Burkholderia pour réduire les toxines dans le sol ou l'utilisation de graines exemptes de pathogènes. Des traitements chimiques ont également été utilisés pour lutter contre les maladies, mais ils peuvent avoir des effets négatifs sur le sol et les plantes, ce qui les rend moins populaires. Récemment, des remèdes naturels comme l'écorce de cannelle ont montré des promesses en tant que solutions antibactériennes pour combattre B. glumae.
La Merveille de la Cannelle
La cannelle est une épice que beaucoup de gens aiment utiliser dans leur cuisine. Elle provient de l'écorce intérieure de certains arbres et est appréciée non seulement pour son goût mais aussi pour ses propriétés médicinales. L'extrait d'écorce de cannelle est chargé de composés actifs qui offrent divers avantages pour la santé, comme la lutte contre les champignons et les bactéries, la réduction de l'inflammation, et même des propriétés potentielles contre le cancer.
Avec les avancées technologiques en cours, les chercheurs explorent l'utilisation d'ingrédients naturels, comme la cannelle, pour lutter contre les maladies des plantes. Un domaine de recherche se concentre sur de minuscules particules connues sous le nom de nanoparticules organiques (ONPs). Ces petites particules peuvent aider à délivrer des remèdes naturels aux plantes de manière plus efficace. Un matériau naturel prometteur pour créer ces nanoparticules est le chitosan, qui provient des coquilles de crustacés ou de champignons.
Le chitosan a de nombreux avantages : il est naturel, sûr pour l'environnement, et peut être modifié chimiquement pour améliorer son efficacité. Ces nanoparticules peuvent transporter à la fois des composés solubles dans l'eau et des composés liposolubles, ce qui les rend très utiles en agriculture.
Création d'une Nouvelle Solution
Dans une étude pour s'attaquer au problème de la maladie de la panicule bactérienne, les chercheurs ont visé à développer une nouvelle méthode d'utilisation de l'extrait d'écorce de cannelle combiné avec des nanoparticules de chitosan. L'objectif était de créer un produit qui pourrait efficacement lutter contre B. glumae dans les plants de riz.
Pour commencer, les chercheurs ont rassemblé les matériaux nécessaires, y compris le chitosan et l'écorce de cannelle. L'écorce de cannelle a été broyée en poudre, trempée dans une solution et filtrée pour produire un extrait concentré. Cet extrait a ensuite été combiné avec le chitosan pour créer des nanoparticules destinées à délivrer les propriétés antibactériennes de la cannelle directement aux plants de riz.
Comprendre les Ingrédients
La recherche a impliqué des analyses détaillées pour identifier les différents composants actifs dans l'extrait d'écorce de cannelle. Cela a été fait en utilisant une méthode appelée chromatographie en phase gazeuse/spectrométrie de masse (GC-MS). Les résultats ont montré que l'extrait contenait plusieurs composés naturels, le plus commun étant le (Z)-3-Phénylacrylal Déhyde. Ces composés contribuent aux activités antibactériennes de la cannelle, en faisant un acteur clé dans la lutte contre les maladies des plantes.
L'étape suivante de la recherche était de caractériser les nouvelles nanoparticules créées. Cela signifiait mesurer leur taille, leur stabilité et leur capacité à transporter l'extrait d'écorce de cannelle. Les chercheurs ont découvert que la taille des nanoparticules pouvait être modifiée en ajustant la concentration d'un ingrédient spécifique utilisé dans le processus. Cela a montré que des ajustements minutieux pouvaient mener à une meilleure stabilité et efficacité.
Antibactérien
Le TestUne fois les nanoparticules créées, les chercheurs devaient voir à quel point elles fonctionnaient contre B. glumae. Ils ont mené des expériences en laboratoire pour tester les propriétés antibactériennes de la formulation CBE-CS faite à partir de l'extrait d'écorce de cannelle et de nanoparticules de chitosan.
Lors de ces tests, ils ont étalé une suspension bactérienne sur des plaques de culture et placé des disques contenant la nouvelle formulation sur les plaques. Après les avoir laissés un moment, ils ont mesuré la zone autour des disques où les bactéries ne pouvaient pas croître, connue sous le nom de "zone d'inhibition". Les résultats ont montré que la formulation pouvait réduire efficacement la croissance de B. glumae, notamment lorsque la quantité spécifique de l'agent de réticulation était ajoutée.
Temps d'Évaluer l'Efficacité
Les chercheurs voulaient aussi voir à quelle vitesse la formulation CBE-CS pouvait tuer les bactéries. Ils ont mis en place des tests pour surveiller la croissance bactérienne au fil du temps en utilisant différentes concentrations de la formulation. Les résultats ont révélé que la nouvelle solution antifongique ralentissait considérablement la croissance de B. glumae, surtout à des concentrations plus élevées.
C'est utile pour les agriculteurs, car l'utilisation d'un produit naturel qui réduit efficacement la croissance bactérienne peut mener à des plants de riz plus sains et de meilleurs rendements. En prime, c'est une approche plus respectueuse de l'environnement par rapport à certains produits chimiques synthétiques.
Conclusion
La recherche pointe vers une nouvelle utilisation prometteuse de l'extrait d'écorce de cannelle combiné avec des nanoparticules de chitosan dans la lutte contre les maladies bactériennes dans la culture du riz. Cette approche innovante permet une délivrance efficace des propriétés antibactériennes naturelles aux plantes. Compte tenu des défis en cours dans la gestion des maladies agricoles, notamment dans la production de riz, cette méthode pourrait ouvrir la voie à des récoltes plus saines tout en étant sans danger pour l'environnement.
Alors, la prochaine fois que tu parsèmes de la cannelle sur ta tartine du matin, pense à ça non seulement comme un ajout savoureux, mais aussi comme un super-héros potentiel contre les maladies des plantes ! Avec la bonne recherche et les bonnes applications, même une simple épice pourrait faire une grande différence pour nourrir le monde.
Titre: Nanobactericides Derived from Cinnamon Bark Extract: Phytochemical Profiling and Antibacterial Efficacy Against Bacterial Panicle Blight in Rice
Résumé: Bacterial panicle blight (BPB), caused by the Gram-negative aerobic bacterium Burkholderia glumae (B.glumae), poses a significant threat to global rice production. Cinnamon bark extract (CBE) has demonstrated potent antioxidant and antimicrobial properties due to its high concentration of bioactive compounds, including eugenol and cinnamaldehyde. To enhance the efficacy and stability of these volatile compounds, this study employed nanotechnology and encapsulation techniques. The objective was to develop a CBE-based nanoformulation to inhibit B. glumae and control BPB in rice. CBE-chitosan (CBE-CS) nanoformulations were synthesized using ionic cross-linking between chitosan and trisodium phosphate (TPP) at various concentrations (0%, 0.5%, 1%, 2%, and 4% TPP). More than 15 active compounds were identified in CBE, including (Z)-3-Phenylacrylaldehyde, 2-Propenoic acid, 3-(2-hydroxyphenyl), cinnamaldehyde dimethyl acetal, and hexadecanoic acid. Bacterial membrane damage was significantly greater in treatments with CBE compared to untreated controls. The synthesized nanoparticles ranged in size from 43.66 nm to 106.1 nm, with encapsulation efficiencies between 48.65% and 48.78%, and loading capacities between 25.65% and 33.9%. Scanning electron microscopy (SEM) revealed spherical and homogeneous nanoparticles, while FTIR and XRD analysis confirmed the successful encapsulation of CBE in the chitosan nanoparticles. The antibacterial activity of the nanoformulations showed inhibition zones ranging from 7.5 to 11.8 mm, with the CBE-CS formulation containing 0.5% TPP demonstrating the highest efficacy (MIC = 15.6 mol/ml; MBC = 31.25 mol/ml).
Auteurs: Qamar Mohammed Naji, Dzarifah Mohamed Zulperi, Khairulmazmi Ahmad, Erneeza Mohd Hata
Dernière mise à jour: 2024-12-08 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.04.626863
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.04.626863.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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