AM 곰팡이가 밀 영양 섭취, 이온 항상성, 산화 스트레스 및 염분 스트레스 하의 항산화 방어에 미치는 영향을 밝혀냅니다.

Jun 09, 2023

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 8249(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

밀(Triticum aestivum)의 성장은 토양 염분에 의해 제한되지만 일부 곰팡이 종은 염분 환경에서 생산을 향상시키는 것으로 나타났습니다. 곡물 작물의 수확량은 염분 스트레스의 영향을 받으며, 본 연구에서는 수지상 균근균(AMF)이 염분 스트레스를 어떻게 완화하는지 조사하는 것을 목표로 했습니다. 200mM 염 스트레스 조건에서 AMF가 밀 성장 및 수확량에 미치는 영향을 평가하기 위한 실험이 수행되었습니다. 파종하는 동안 밀 종자를 0.1g(108포자)의 비율로 AMF로 코팅했습니다. 실험 결과는 AMF 접종이 뿌리와 새싹 길이, 뿌리와 새싹의 신선 및 건조 중량을 포함하여 밀의 성장 특성을 크게 향상시키는 것으로 나타났습니다. 또한, S2 AMF 처리에서 엽록소 a, b, 전체 및 카로티노이드의 상당한 증가가 관찰되었으며, 이는 염분 스트레스 조건에서 밀 성장을 향상시키는 AMF의 효과를 검증했습니다. 또한 AMF 적용은 염분 스트레스 하에서 Na(감소) 및 K(증가)의 흡수를 조절하면서 Zn, Fe, Cu 및 Mn과 같은 미량 영양소의 흡수를 증가시켜 염분 스트레스의 부정적인 영향을 줄였습니다. 결론적으로, 이 연구는 AMF가 밀 성장과 수확량에 대한 염분 스트레스의 부정적인 영향을 줄이기 위한 성공적인 전략임을 확인시켜 줍니다. 그러나 밀의 염분 스트레스 완화를 위한 보다 효과적인 수정체로서 AMF를 확립하기 위해 다양한 곡물 작물의 현장 수준에서 추가 조사가 권장됩니다.

세계의 건조 및 반건조 지역에서 염분 스트레스는 농업 생산량에 큰 문제가 되었습니다1. 식물 성장과 발달에 대한 단일 비생물적 스트레스는 결국 생산량 감소를 초래하는 식물 성장과 발달에 대한 비생물적 스트레스 중 하나입니다2. 염분 스트레스는 생물권 경작지의 20%에 영향을 미치며, 인간 활동과 지구 온난화로 인해 더욱 악화됩니다3. 염분은 생산량 손실의 약 50%에 기여할 수 있는 일종의 환경 스트레스입니다4,5. 염분 스트레스는 삼투압 스트레스를 가해 식물의 성장은 물론 생산량도 손상시키며, 이는 식물에 이온 독성과 영양 불균형을 유발합니다2,6. 염분 스트레스를 받는 식물은 생리학적, 생화학적, 형태학적, 분자적 변화를 경험합니다2,7,8. 염분은 또한 세포의 미세구조를 변화시키고, 광합성을 방해하고, 막 구조를 손상시키며, 반응성 산소제의 생성을 증가시키고, 효소 활동을 억제하여 작물 발달과 수확량에 해를 끼칩니다9,10(그림 1).

현재 연구에서 밀 처리가 밀에 미치는 주요 영향을 보여주는 그래픽 요약(소프트웨어 Biorender를 사용하여 자체 생성).

토양 염은 묘목 발아, 식물 길이, 엽록소 함량, 싹뿐만 아니라 뿌리 길이, 잎 면적, 뿌리 수, 잎, 뿌리/싹 비율 및 신선도와 함께 다양한 밀 식물의 형태적 특성에 해로운 영향을 미칩니다. 건조 중량도 마찬가지입니다. 9,11 기관에서는 자두 길이가 일차 성장 단계에 더 반응하는 반면, 염분 스트레스로 인해 밀이 조기 성숙되어 식물 높이와 잎 면적이 낮아졌습니다. 최근 연구에 따르면, 여러 밀 유전자형의 변화된 잎과 줄기의 해부학적 특성은 염분 스트레스에 적응하는 데 중요합니다. 다양한 스트레스 요인으로 인해 잎 노화 기간 동안 발생하는 물리적 변화는 주로 광합성 색소의 손상, 단백질 분해 및 미네랄 영양소의 재흡수와 관련하여 연구되었습니다13,14. 15에 따르면, 생리학 및 대사의 변화는 각 단계마다 다르며 공정의 최종 수율에 영향을 미칠 수 있습니다. 그들은 식염수가 개화, 중간 곡물 채우기 및 조기 부스팅을 포함한 여러 단계에서 곡물 생산량을 낮추는다고 주장했습니다. 염분 스트레스는 싹 꼭대기의 성장을 가속화하고 이삭 원기의 총량을 낮추며 조기 말단 이삭 단계와 개화를 유도함으로써 밀 생산 가능성을 낮췄습니다16,17.