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Jul 31, 2023

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Scientific Reports 13권, 기사 번호: 7378(2023) 이 기사 인용 923 액세스 2 인용 지표 세부 정보 작성자 이 기사에 대한 수정은 2023년 5월 17일에 출판되었습니다.

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 7378(2023) 이 기사 인용

923 액세스

2 인용

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이 기사에 대한 저자 수정 사항은 2023년 5월 17일에 게시되었습니다.

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염분 스트레스는 식물의 성장과 수확량을 제한하는 두 번째로 파괴적인 비생물적 요인입니다. 기후 변화로 인해 토양의 염분 수준이 크게 증가했습니다. 스트레스 조건에서 생리적 반응을 개선하는 것 외에도, 자스모네이트는 균근과 식물의 관계를 조절합니다. 본 연구는 염분 스트레스 하에서 Crocus sativus L.의 형태학 및 항산화 메커니즘 개선에 대한 메틸 자스모네이트(MeJ) 및 Funneliformis mosseae(Arbuscular mycorrhizal(AM))의 효과를 평가하는 것을 목표로 했습니다. AM을 접종한 후 전처리된 C. sativus corms MeJ를 사용하는 식물은 저, 중, 심한 염도 스트레스 하에서 재배되었습니다. 강렬한 염도 수준은 알줄기, 뿌리, 총 잎 건조 중량 및 면적을 손상시켰습니다. 최대 50mM의 염도는 프롤린 함량과 폴리페놀 산화효소(PPO) 활성을 증가시켰지만 MeJ는 증가했습니다. 일반적으로 MeJ는 안토시아닌, 총 수용성 당 및 PPO를 증가시켰으며 총 엽록소 및 SOD(과산화물 제거효소) 활성은 염도에 따라 증가했으며 +MeJ + AM에서 최대 카탈라제 및 SOD 활성은 각각 50 및 125mM이었습니다. –MeJ + AM 처리의 최대 총 엽록소는 75mM이었습니다. 20mM과 50mM은 식물 성장을 증가시켰지만 균근과 자스모네이트를 사용하면 이러한 경향이 강화되었습니다. 또한 이러한 처리는 75mM과 100mM 염분 스트레스의 손상을 감소시켰습니다. MeJ와 AM을 사용하면 다양한 염분 스트레스 수준에서 사프란의 성장을 향상시킬 수 있습니다. 그러나 120 mM과 같은 심각한 수준에서는 이 식물호르몬과 F. mosseae가 사프란에 미치는 영향이 부정적일 수 있습니다.

일반적으로 사프란으로 알려진 Crocus sativus L.은 황금 조미료로 알려진 경제적으로 중요한 약용 및 방향 식물입니다. 그것은 마른 낙인에서 파생된 세계에서 가장 비싼 향신료입니다. Crocus sativus stigma의 주요 성분은 사포닌, 크로신, 크로세틴 및 사프라날입니다. 사프란에는 수많은 의약 및 영양학적 용도가 있습니다. 사프란은 항산화 능력을 강화하고 활성산소 제거제 역할을 하며 염증 매개체와 면역 반응을 조절합니다1,2,3.

추정에 따르면 전 세계적으로 8억 3천만 헥타르의 토지가 염분 스트레스를 받고 있으며 매년 증가하고 있습니다4,5,6. 이는 전 세계 농산물에 위협이 될 수 있습니다7,8,9. 염분 스트레스가 사프란(Crocus sativus L.)에 미치는 영향에 대한 연구는 거의 없지만, 사프란에 대한 부작용이 부분적으로 관찰되었습니다3. 그러나 이 귀중한 약용 식물의 형태-생리학적 반응에 대한 염분 스트레스의 영향에 대한 보고가 부족하다는 느낌이 많이 듭니다. C. sativus는 붓꽃과의 몇 안되는 작물 중 하나입니다. 그것의 말린 붉은 낙인은 세계에서 가장 비싼 향신료로 알려져 있습니다. 따라서 레드 골드라고 명명되었습니다. 또한 이 식물은 여러 가지 지하 기관과 특정 잎 유형을 갖는 특정 형태를 가지고 있습니다. 실제로 사프란은 원래 수확량 외에 일부 산업에서 가치가 있는 수술, 암술, 알줄기와 같은 다른 부산물을 생산할 수 있습니다. 따라서 식물 형태 기관은 사프란 농장에서 보충적인 수입과 수익성 증가를 가져왔습니다4,10. 1차 대사산물(크로신, 피크로크로신, 사프라날)과 관련된 착색, 향미 및 향수 잠재력으로 인해 이 향신료는 식품 및 알코올 음료에 널리 사용됩니다. 식품 산업 용도 외에도 항우울제, 항암제, 항염증제, 항산화 활성과 같은 의학적 특성을 가지고 있습니다12.

염분은 뿌리 환경(생리적 가뭄)에 삼투압을 생성하고, 영양분의 지혈을 방해하고, 이온 독성을 방해하고, 활성 산소종(ROS)을 생성하여 식물 성장을 제한합니다. 동시에, 세포막 구조의 파괴, 광합성 시스템 장애, 심지어 세포 사멸도 염분 하에서 ROS 증가의 부정적인 결과입니다2. 염분 스트레스에 맞서기 위해 식물은 생화학적, 생리학적, 분자적 변화를 겪습니다13. 예를 들어, 식물의 삼투압 상태, 이온 균형 및 미네랄 항상성을 조절하기 위해 삼투질(예: 수용성 당 및 프롤린)이 증가합니다. 또한, 효소 및 비효소 항산화제의 활성을 증가시키면 염분 스트레스에서 ROS와 관련된 손상이 감소합니다15. 일반적으로 이러한 생리학적, 생화학적 과정의 조절은 식물호르몬이 필수적인 역할을 하는 유전자의 발현 자극에 기초합니다.