激光照射对罗勒(Ocimum basilicum L.)的植物化学成分、组织解剖结构、遗传多样性和食品安全性的影响

《BMC Plant Biology》:Effects of laser irradiation on phytochemical composition, histological anatomy, genetic diversity, and food safety of Ocimum basilicum L.

【字体: 时间:2026年02月12日 来源:BMC Plant Biology 4.8

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  提升作物产量与可持续性面临环境挑战,激光种子生物刺激提供环保方案。研究红蓝激光(650nm和450nm)对5、10分钟处理的甜 basil 种子进行生长、生化及遗传分析,发现10分钟处理显著促进株高、茎长、叶片数等生长指标,增强叶片导组织厚度、酚类含量、抗氧化酶活性及 GA?、IAA 植物激素水平,并提高精油产量。遗传分析显示,10分钟处理通过SScot和ISSR标记诱导最多遗传变异(SScot 6带/82总,ISSR 22%多态性),聚类分析证实短时处理遗传相似度更高。验证了激光生物刺激在农业中的应用潜力,但需田间验证。

  

摘要

由于传统化学方法对环境的影响,提高作物生产力和可持续性仍然是一个主要挑战。激光种子生物刺激提供了一种环保的方法,可以改善植物生长、质量和抗逆性。作为种子预处理的激光辐照是一种可持续的、非化学的方法,可能有助于提高药用和芳香植物的质量和安全性。本研究评估了红光(650纳米)和蓝光(450纳米)激光辐照5分钟和10分钟对甜罗勒(Ocimum basilicum L.)种子的影响,通过分析其营养生长、生化组成、植物激素和遗传变异与对照组进行了比较。结果表明,与对照组相比,10分钟的激光处理显著增强了植物生长,包括植株高度、主茎长度、每株叶片数量、鲜重和干重以及根长等参数。激光处理还通过增厚传导组织和提高总酚含量、抗氧化活性、色素浓度、植物激素水平(GA?和IAA)、精油产量和抗氧化酶活性来强化罗勒叶片的结构。激光处理改变了精油的组成,不同成分的反应各不相同。激光辐照对Ocimum basilicum的影响诱导了遗传变异并增强了其生理性能。罗勒种子接受了不同类型和波长的激光处理,使用SCoT和ISSR标记对所得植物的形态变化和基因组多态性进行了评估。SCoT和ISSR标记显示,10分钟的激光辐照诱导了最明显的遗传变异。SCoT引物产生了6条多态性条带(60%,290–1300 bp),而ISSR引物检测到82条条带,多态性为22%(150–1700 bp)。聚类分析表明,10分钟的处理具有最低的遗传相似性,而5分钟的处理与对照组更为相似。结合两种标记的数据确认,红光和蓝光激光辐照10分钟导致最低的相似性得分,而5分钟的处理表现出最高的相似性。现有研究结果验证了激光辐照可以作为一种环保的生物刺激工具来促进罗勒的生长和生化组成。这些结果突显了其在可持续农业中的潜在应用,尽管仍需要在田间条件下进行进一步验证。
由于传统化学方法对环境的影响,提高作物生产力和可持续性仍然是一个主要挑战。激光种子生物刺激提供了一种环保的方法,可以改善植物生长、质量和抗逆性。作为种子预处理的激光辐照是一种可持续的、非化学的方法,可能有助于提高药用和芳香植物的质量和安全性。本研究评估了红光(650纳米)和蓝光(450纳米)激光辐照5分钟和10分钟对甜罗勒(Ocimum basilicum L.)种子的影响,通过分析其营养生长、生化组成、植物激素和遗传变异与对照组进行了比较。结果表明,与对照组相比,10分钟的激光处理显著增强了植物生长,包括植株高度、主茎长度、每株叶片数量、鲜重和干重以及根长等参数。激光处理还通过增厚传导组织和提高总酚含量、抗氧化活性、色素浓度、植物激素水平(GA?和IAA)、精油产量和抗氧化酶活性来强化罗勒叶片的结构。激光处理改变了精油的组成,不同成分的反应各不相同。激光辐照对Ocimum basilicum的影响诱导了遗传变异并增强了其生理性能。罗勒种子接受了不同类型和波长的激光处理,使用SCoT和ISSR标记对所得植物的形态变化和基因组多态性进行了评估。SCoT和ISSR标记显示,10分钟的激光辐照诱导了最明显的遗传变异。SCoT引物产生了6条多态性条带(60%,290–1300 bp),而ISSR引物检测到82条条带,多态性为22%(150–1700 bp)。聚类分析表明,10分钟的处理具有最低的遗传相似性,而5分钟的处理与对照组更为相似。结合两种标记的数据确认,红光和蓝光激光辐照10分钟导致最低的相似性得分,而5分钟的处理表现出最高的相似性。现有研究结果验证了激光辐照可以作为一种环保的生物刺激工具来促进罗勒的生长和生化组成。这些结果突显了其在可持续农业中的潜在应用,尽管仍需要在田间条件下进行进一步验证。
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