The Effect of Extracts and Essential Oil from Invasive Solidago spp. and Fallopia japonica on Crop-Borne Fungi and Wheat Germination

Pozadina istraživanja. Mnogi biljni ekstrakti i esencijalna ulja imaju antibakterijsku i antifungalnu aktivnost, pa se mogu koristiti umjesto sintetskih fungicida. Upotrijebili smo invazivne strane vrste roda zlatnica (Solidago spp.) i japanski dvornik (Fallopia japonica) kao materijal za ispitivanje njihovog antifungalnog učinka na gljivice što se nalaze na zrnu pšenice (Alternaria alternata, Alternaria infectoria, Aspergillus flavus, Epicoccum nigrum i Fusarium poae). Eksperimentalni pristup. Pripremljeni su vodeni ekstrakti i oni dobiveni pomoću organskih otapala (etanola, metanola i acetona) lišća i cvjetova gustocvjetne, velikocvjetne i prave zlatnice (S. canadensis, S. gigantea i S. virgaurea), te lišća i rizoma japanskog dvornika (F. japonica). Uz to, destilacijom su dobivena esencijalna ulja cvjetova i lišća zlatnica. Ispitan je in vitro inhibicijski učinak ekstrakata i esencijalnih ulja na rast gljivica. Određen je i antifungalni učinak esencijalnih ulja zlatnica na zrnu pšenice i to ispitivanjem brzine gljivične infekcije i klijanja. Rezultati i zaključci. Ekstrakti su pokazali širok spektar antifungalnog učinka, od malog do srednje velikog, pri čemu su ekstrakti zlatnica bili učinkovitiji od ekstrakata japanskog dvornika, a organski ekstrakti učinkovitiji od vodenih ekstrakata. Esencijalna ulja iz lišća i cvjetova imala su sličnu antifungalnu aktivnost, pa je zaključeno da se cijeli izboji mogu koristiti za proizvodnju ulja. Ovaj rad predstavlja sistematsko istraživanje sastava esencijalnih ulja iz cvjetova i lišća triju vrsta zlatnica (Solidago spp.) rasprostranjenih u Sloveniji, pri čemu su glavni sastojci terpena i terpenoida bili α-pinen, germakren D i bornil acetat. Novina i znanstveni doprinos. U radu su po prvi put upotrijebljeni ekstrakti zlatnica i japanskog dvornika te esencijalna ulja zlatnica za suzbijanje gljivica izoliranih iz zrna pšenice.Research background. Many plant extracts and essential oils show antibacterial and antifungal activities, with potential to replace the use of synthetic fungicides. We used invasive alien plants goldenrod (Solidago spp.) and Japanese knotweed (Fallopia japonica) as source materials to determine their antifungal activities against seed-associated fungi from wheat grain (Alternaria alternata, Alternaria infectoria, Aspergillus flavus, Epicoccum nigrum and Fusarium poae). Experimental approach. Aqueous and organic extracts (ethanol, methanol and acetone) were prepared from leaves and flowers of S. canadensis, S. gigantea and S. virgaurea, and leaves and rhizomes of F. japonica. Additionally, essential oils were distilled from Solidago flowers and leaves. The extracts and essential oils were tested as inhibitors of fungal growth in vitro. Solidago essential oils were tested also as antifungal agents for protection of wheat grain by determining its fungal infection and germination rate. Results and conclusions. The extracts showed a wide spectrum of low to moderate antifungal activities, with those of Solidago spp. generally more effective than those of F. japonica, and organic extracts more effective than aqueous extracts. The essential oils from leaves and flowers had similar antifungal activity and whole shoots can be collected for their production. This study presents the systematic study of the composition of essential oils from flowers and leaves of three widely distributed Solidago spp. in Slovenia, with the major constituents of terpenes and terpenoids α-pinene, germacrene D and bornyl acetate. Novelty and scientific contribution. The study presents the first use of Solidago spp. and Fallopia japonica extracts and essential oils against fungal strains isolated from wheat grain