α나트륨염에 반응하는 토마토 묘목의 생장 변화

Jul 31, 2023

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 4024(2023) 이 기사 인용

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본 연구에서는 α-나프탈렌 아세트산의 나트륨염(NA), 풀빅산의 칼륨염(KF) 및 이들의 조합을 냉각 스트레스 하에서 토마토 묘목(Solanum lycopersicum L.)의 성장 기질에 적용했습니다. NA 및 KF에 반응한 토마토 묘목의 지상 바이오매스, 뿌리 특성, 색소 함량, 엽록소 형광, 광합성, 삼투압 조절 물질 및 항산화 효소 활성의 변화를 조사했습니다. NA, KF 및 이들의 조합을 적용하면 저온 스트레스 하에서 토마토 모종의 식물 높이 및 줄기 직경의 성장을 다양한 정도로 촉진할 수 있으며, 뿌리 부피, 뿌리 길이 및 뿌리 활동을 증가시켜 뿌리 특성을 개선하고 건물 축적을 증가시킬 수 있습니다. 또한 NA와 KF의 병용사용으로 토마토 식물의 묘잎 엽록소 함량인 qP, Fv/Fm, ΦPSII, Pn이 향상되었고 항산화 효소의 활성이 증가하였다. 위의 결과는 NA와 KF 사이의 시너지 효과가 묘목 성장을 자극하고 토마토의 ROS 소거 능력을 향상시키는 것을 시사하는데, 이는 이전 연구에서는 보고된 적이 없습니다. 그러나 NA와 KF 사이의 시너지 효과를 뒷받침하는 생리학적, 분자적 메커니즘을 탐구하기 위해서는 추가 연구가 필요합니다.

인구 증가와 경제 발전으로 인해 농작물, 과일 및 채소를 포함한 작물 생산성 향상에 대한 요구가 높아졌습니다1,2. 그러나 최근 몇 년 동안 총 작물 생산량은 환경 악화, 자연 생태계 파괴 및 생물 다양성 손실3,4,5,6,7,8,9,10로 인해 지속적으로 어려움을 겪고 있으며 생산량 증가는 개선을 통해 달성되어야 합니다. 작물 수확량 및 토지 이용 효율성. 유전적 개량이 작물 수확량 잠재력을 높이는데 많은 노력을 기울였음에도 불구하고, 환경 요인, 비료 적용, 여러 가지 생물적, 비생물적 스트레스에 의해 영향을 받는 실제 생산의 수확량 격차는 수확량 안정성에 큰 영향을 미쳤습니다11. 따라서 작물 성장 성능을 향상시키고 비생물적 스트레스와 부적절한 작물 관리가 수확량 안정성에 미치는 부정적인 영향을 줄이기 위한 접근 방식이 절실히 필요합니다. 식물 성장 조절제(PGR)에 의한 작물 성장을 조절하는 것은 현대 농업에서 중요한 접근 방식입니다12,13. 지난 수십 년 동안 파클로부트라졸, 지베렐린, 클로르메콰트 클로라이드 및 메피콰트 클로라이드를 포함한 여러 PGR이 성공적으로 개발되어 다양한 작물 생산에 채택되었으며, 작물 수확량, 품질 및 스트레스 내성에 대한 효과 및 조절 메커니즘이 집중적으로 연구되었습니다14,15, 16,17,18. PGR의 이점에는 작물 수확량 개선, 작물 성장 속도 수정, 영양 품질 조절 및 스트레스 내성 강화가 포함됩니다19,20,21,22. 그러나 PGR의 남용은 소비자의 잠재적인 건강 위험과 환경 오염에 대한 우려를 불러일으킬 수 있습니다23. 식물 생물촉진제는 식물이나 근권에 적용했을 때 자연 과정을 자극하여 영양 흡수, 영양 효율성, 비생물적 스트레스에 대한 내성 및/또는 작물 품질에 도움이 되는 기능을 하는 물질 및/또는 미생물을 포함하는 물질을 의미합니다. 그 영양분24. 생체 자극제는 유사하거나 더 나은 기능을 갖고 있지만 PGR에 비해 인체 건강 및 환경 오염 위험이 적으며 현재 과일 및 채소 생산에 널리 사용되고 있습니다.

KF는 대표적인 생물촉진제이고, NA는 합성옥신으로 수십년간 알려져 식물보호제품인 PGR로 등록되어 있다. KF는 토양 습윤산의 활성 유기 화합물입니다. 이는 짧은 탄소 사슬 분자 구조와 높은 용해도를 지닌 매우 효율적인 거대 분자 유기 화합물입니다25. KF는 저분자량을 가지며 쉽게 흡수되어 작물에 활용될 수 있으며26 이는 식물 성장을 조절할 수 있을 뿐만 아니라 식물 성장을 위한 칼륨을 제공할 수도 있습니다27. KF는 새로운 뿌리 형성을 촉진하고, 엽록소, 자실산 및 가로축산의 함량을 증가시키고, 건조물 축적을 촉진하고, 항산화 효소의 활성을 강화하고, 위 개방을 감소시키고, 증산 속도를 감소시키며, 순 광합성 속도를 향상시켜 작물 스트레스 저항성 및 작물 수확량, 품질 및 이익을 향상시킵니다28. NA는 일종의 광범위한 스펙트럼, 고효율 및 저독성 식물 성장 조절제입니다. NA는 세포 분열 및 확장을 촉진하고, 개화 및 과일 착화 속도를 향상시키며, 꽃과 과일의 낙하를 방지하고29, 과일을 확장하고 조기 성숙을 촉진하며 수확량을 늘리고30 품질을 향상시킬 수 있습니다. 동시에 NA는 작물의 가뭄 저항성, 내한성, 수분 로깅 저항성, 염분 및 알칼리 저항성을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다. 이전에는 밀28, 대두 n31, 면화32, 후추33, 고수풀34, ficus religiosa35에서 NA와 KF의 조절 효과가 관찰되었습니다. 그럼에도 불구하고 NA와 KF의 결합 효과는 아직 알려지지 않았습니다.