다양한 온도, 종자 프라이밍 처리 및 기간이 약용 식물 Aspilia africana의 발아 및 성장에 미치는 영향

Jul 09, 2023

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 14180(2022) 이 기사 인용

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수천 년 동안 Aspilia africana는 아프리카 전역에서 말라리아, 상처, 당뇨병을 포함한 다양한 질병을 치료하는 데 사용되었습니다. 본 연구에서 온도는 19.8°C에서 각각 65.0 ± 7.64% 및 2.26 ± 0.223의 가장 높은 최종 발아율(FGP) 및 발아 지수(GI)로 A. africana의 시험관 내 발아에 영향을 미쳤습니다. H2O, KNO3 및 GA3(gibberellic acid 3)로 종자를 프라이밍하면 A. africana 종자의 시험관 내 발아 및 체외 출현이 모두 개선되었습니다. \(1.44 \times 10^{ - 3 }\) M GA3을 사용한 종자 프라이밍은 전체적으로 가장 높은 시험관 내 FGP(90.0 ± 4.08%에서 100 ± 0.00%) 및 GI(2.97 ± 0.385에서 3.80 ± 0.239)를 생성했습니다. 프라이밍 기간. KNO3로 프라이밍된 종자는 18시간 및 24시간에 비해 6시간 및 12시간 동안 발아 매개변수가 더 우수했습니다. 또한, \(1.44 \times 10^{ - 3 }\) M GA3로 12시간 동안 프라이밍된 종자에서 가장 높은 시험관 내 FGP(100 ± 0.00%)가 관찰되었습니다. 시험관 외 A. africana 종자 출현은 GA3 프라이밍에 의해 크게 향상되었습니다. A. africana 종자를 H2O, KNO3 및 GA3로 프라이밍하면 3개월 후 성장이 향상되었으며 \(2.89 \times 10^{ - 4 }\) M GA3으로 프라이밍된 종자의 경우 전반적으로 최고의 성장을 보였습니다. A. africana의 종자 프라이밍은 발아 및 종자 출현을 개선하고 식물 성장을 향상시키기 위한 실현 가능한 접근 방식입니다.

야생 해바라기, 출혈 식물 또는 아프리카 요오드 식물로도 알려진 Aspilia africana(Pers.) CD Adams는 수천 년 동안 아프리카의 여러 국가에서 여러 질병을 치료하는 데 사용되어 왔습니다1,2. A. africana를 사용하여 치료되는 질병 및 건강 상태에는 말라리아, 골다공증, 결핵, 열성 두통, 당뇨병, 복통, 기침, 류마티스 통증, 홍역, 설사, 귀 감염, 상처, 상처, 위궤양, 임질 및 벌침이 포함됩니다. 말벌과 전갈3,4,5. 최근 연구에서 Niyonizigiye 등6은 식물의 항암 활성을 입증했습니다. 식물의 생물학적 활성은 페놀성 화합물(클로로겐산 및 갈산 포함), 플라보노이드(예: 케르세틴), 탄닌, 사포닌 및 테르펜(예: 카리오필렌, 피톨, 피넨)과 같은 2차 대사산물이 풍부하기 때문입니다. 1,5. A. africana는 동부 아프리카 카운티가 원산지이지만 열대 아프리카와 사바나의 산림 지대에 서식합니다5,7.

토양 수분 외에도 종자 발아에 큰 영향을 미치는 가장 중요한 비생물적 요인은 온도입니다8. 발아에 대한 온도의 영향은 종에 따라 다르며 심지어 출처가 다른 종의 씨앗 간에도 다릅니다8,9. 온도는 발아에 영향을 미칠 뿐만 아니라 식물의 성장과 발달을 크게 조절합니다10,11. 발아율이 가장 높은 온도를 최적 온도라고 하며 이는 종마다 다릅니다8,10. 온도에 대한 식물의 출현 및 발아 반응을 이해하는 것은 온도 내성 식별을 위한 기초를 제공할 뿐만 아니라 발아 및 식물의 성공적인 정착을 위한 최적의 기후 조건에 대한 이해를 제공할 뿐만 아니라 발달 과정을 예측하기 위한 모델 구축을 지원하기 때문에 매우 중요합니다12 .

종자 프라이밍은 흡수를 개선하고 근근 돌출 없이 발아 전 대사와 연결된 DNA 복구 과정 및 항산화 반응을 유도하기 위해 널리 사용되는 저비용 파종 전 전략입니다. 종자를 프라이밍한 후 탈수, 저장 또는 상업화합니다13. 종자 발아 및 작물 수확량을 향상시키기 위해 오스모프라이밍, 하이드로프라이밍, 화학적 프라이밍, 호르몬 프라이밍 및 영양 프라이밍과 같은 다양한 프라이밍 기술이 사용되었습니다16. 종자 프라이밍은 발아를 향상시키고 식물의 빠르고 균일한 출현을 가져옵니다13. 또한 프라이밍은 비생물적 및 생물적 스트레스에 대한 식물의 내성을 증가시켜 식물 개체군 밀도와 성능을 크게 향상시킵니다13.

KNO3 > H2O. Similar to our observation, in a study on the medicinal plant Foeniculum vulgare, it was reported that GA3 was also superior to other priming agents used, including KNO344. Tahaei, et al.44 explained that GA3 improves germination by upregulating α-amylase activity, eventually improving the metabolism of starch and sugar solubility. Furthermore, GA3 activates embryo growth, reserve mobilization, and endosperm layer weakening, thus greatly improving germination45,46. Additionally, exogenous GA3 was observed to greatly influence radicle protrusion in germinating Arabidopsis seeds46. In agreement with our results, Singh et al.47 also observed that although both KNO3 and H2O priming of seeds improved germination parameters, FGP for KNO3 was better than that for H2O in cow pea. This could have been possible because KNO3 supplied nitrate to the seeds and caused exosmosis that eliminated all germination inhibiting substances47. A similar finding was also reported for sorghum seeds primed with KNO348. Seed priming with KNO3 is known to enhance germination, improve seedling growth, seedling vigor and drought tolerance through increased water imbibition, and activation of enzymes (amylases, xylanase, and dehydrogenases) and numerous ROS-scavenging antioxidants32. At the imbibition stage, seeds take up increased oxygen amount, resulting in accumulation of ROS shifting the redox state49. KNO3 increases the activity of antioxidant enzymes such as SOD, CAT, ascorbate oxidase (AOX), and peroxidase (POX) in seedlings49./p>

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