《Scientific Reports》:Exogenous benzyladenine reinforces the antioxidant activity, phytochemical content, and macronutrients of Tagetes erecta plants
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在开放田间条件下,苯基腺嘌呤(BA)对万寿菊生长的剂量效应研究有限。本研究通过叶面喷施不同浓度(0-100 ppm)BA,探究其对万寿菊(Tagetes erecta)营养生长、色素组成、抗氧化代谢物及大量元素状态的影响。结果表明,100 ppm BA处理可最大程度提升植株生长指标、光合色素含量、氮磷钾积累及抗氧化属性,为利用细胞分裂素优化该经济作物农艺与植物化学潜力提供了田间实证。
在药用与芳香植物的现代化栽培体系中,植物生长调节剂已成为一种高效工具,通过促进营养发育和增加生物活性代谢物的积累,来提升作物的经济与药用价值。万寿菊(Tagetes erecta)作为一种重要的观赏兼经济作物,其体内富含的色素、酚类和黄酮类化合物使其在食品、医药及化妆品行业具有广泛的应用前景。然而,如何在非受控的开放田间条件下,通过精准的农艺措施来同时优化其生长表现与次级代谢产物的合成,仍是一个有待深入探索的课题。特别是合成细胞分裂素——苯基腺嘌呤(Benzyladenine, BA),虽然在调控观赏植物生长与次级代谢方面被广泛认可,但针对万寿菊在田间环境下的剂量效应评估仍然有限。为了填补这一知识空白,并探索BA在提升万寿菊综合品质方面的实用潜力,一项研究应运而生,其成果最终发表于《Scientific Reports》杂志。
研究人员主要采用了田间试验结合生化分析的技术方法。研究在开放田间条件下进行,以万寿菊为材料,设置了不同浓度BA的叶面喷施处理。通过定期采集植物样本,综合利用分光光度法等技术手段,系统测定了植株的营养生长指标、光合色素含量、抗氧化相关代谢物水平以及大量营养元素的状态。
营养生长参数
通过测量株高、鲜重和干重,研究人员评估了BA对万寿菊营养生长的影响。结果表明,与未处理的对照植株相比,所有BA处理均显著改善了所测量的各项参数,且呈现明显的浓度依赖性趋势。其中,100 ppm的BA处理产生了最显著的增长效果,获得了最大的营养生长量,具体表现为株高达到72.133 cm,鲜重为177.80 g,干重为74.26 g。
色素含量
研究分析了叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量。BA处理同样显著提高了这些光合色素的水平,且最高浓度(100 ppm)处理组的含量达到峰值。具体数据为:叶绿素a含量8.35 mg/100 g FW(鲜重),叶绿素b含量5.88 mg/100 g FW,类胡萝卜素含量5.12 mg/100 g FW。
大量元素状态
通过对植株氮(N)、磷(P)、钾(K)含量的测定,研究人员评估了BA对万寿菊大量营养元素吸收与积累的影响。BA处理显著提升了植株的矿质元素含量。在100 ppm处理下,植株的氮含量达到3.15%,磷含量为0.454%,钾含量为2.92%,均为各处理中的最高值。
抗氧化特性
研究通过测定抗氧化活性、总酚和总黄酮含量来评估BA对万寿菊抗氧化能力的提升效果。BA处理有效增强了植株的抗氧化属性。100 ppm BA处理使植株的抗氧化活性提升至25.844%,总酚含量达到94.2 mg/100 g FW,总黄酮含量为2.884 mg/100 g FW,显示出最强的抗氧化潜力。
本研究得出结论,叶面喷施苯基腺嘌呤(BA),特别是100 ppm的浓度,能够有效促进万寿菊(Tagetes erecta)的营养生长,并同步提高其光合色素、大量营养元素(氮、磷、钾)的积累以及抗氧化相关代谢物(如总酚和总黄酮)的含量。所有改善效果均呈现剂量依赖性。这些发现为BA在开放田间条件下作为生长促进剂和植物化学强化剂的应用提供了直接的实验证据。该研究不仅深化了人们对细胞分裂素在调节植物次级代谢中作用的理解,更重要的是,它为优化万寿菊这一重要经济观赏作物的农艺管理和提升其药用、营养附加值提供了一种切实可行的田间管理策略。通过简单的叶面施肥手段,即可实现作物产量与品质的协同提升,这对于可持续农业和植物资源的高值化利用具有重要意义。