기후 변화와 급속한 인구 증가는 세계 식량 안보의 핵심 과제가 되었습니다. 유망한 해결책 중 하나는식물 생장 조절제(PGR)을 사용하여 작물 수확량을 늘리고 사막 기후와 같은 불리한 생장 조건을 극복합니다. 최근 카로티노이드인 zaxinone과 그 유사체 두 가지(MiZax3 및 MiZax5)는 온실 및 포장 조건에서 곡물 및 채소 작물의 성장 촉진 활성이 유망한 것으로 나타났습니다. 본 연구에서는 캄보디아에서 고부가가치 채소 작물인 감자와 딸기의 생장과 수확량에 대한 MiZax3 및 MiZax5의 다양한 농도(2021년 5 μM 및 10 μM, 2022년 2.5 μM 및 5 μM)의 효과를 추가로 조사했습니다. 아라비아. 2021년부터 2022년까지 5회의 독립적인 포장 시험에서 두 가지 MiZax를 모두 처리한 결과, 식물의 농업적 특성, 수확량 구성 요소 및 전체 수확량이 크게 향상되었습니다. MiZax는 부식산(여기서 비교를 위해 널리 사용되는 상업용 화합물)보다 훨씬 낮은 용량으로 사용된다는 점에 주목할 필요가 있습니다. 따라서 우리의 연구 결과는 MiZax가 사막 조건에서도 비교적 낮은 농도로 채소 작물의 성장과 수확량을 촉진하는 데 사용될 수 있는 매우 유망한 식물 생장 조절제라는 것을 보여줍니다.
유엔 식량농업기구(FAO)에 따르면, 증가하는 세계 인구를 부양하기 위해서는 2050년까지 식량 생산 시스템이 거의 세 배로 증가해야 합니다(FAO: 세계는 2050년까지 70% 더 많은 식량이 필요할 것입니다1). 실제로 급속한 인구 증가, 오염, 해충 이동, 그리고 특히 기후 변화로 인한 고온과 가뭄은 모두 세계 식량 안보가 직면한 과제입니다2. 이러한 맥락에서, 최적이 아닌 환경에서 농작물의 총 수확량을 증가시키는 것은 이 시급한 문제에 대한 확실한 해결책 중 하나입니다. 그러나 식물의 생장과 발달은 주로 토양의 영양소 이용 가능성에 의존하며, 가뭄, 염분, 또는 생물학적 스트레스3,4,5와 같은 부정적인 환경 요인의 영향을 크게 받습니다. 이러한 스트레스는 작물의 건강과 발달에 부정적인 영향을 미쳐 궁극적으로 작물 수확량 감소로 이어질 수 있습니다6. 또한, 제한된 담수 자원은 작물 관개에 심각한 영향을 미치고, 지구 기후 변화는 필연적으로 경작지 면적을 감소시키고 폭염과 같은 자연 현상은 작물 생산성을 저하시킵니다7,8. 사우디아라비아를 포함한 세계 여러 지역에서 고온이 흔합니다. 생물자극제 또는 식물생장조절제(PGR)를 사용하면 작물의 생장 주기를 단축하고 수확량을 늘리는 데 효과적입니다. 작물 내성을 향상시키고 식물이 불리한 생장 조건에 잘 적응할 수 있도록 도와줍니다.9 이러한 측면에서 생물자극제와 식물생장조절제는 최적의 농도로 사용하여 식물 생장과 생산성을 향상시킬 수 있습니다.10,11
카로티노이드는 테트라테르페노이드계 화합물로, 식물 호르몬인 아브시스산(ABA)과 스트리고락톤(SL)12,13,14, 그리고 최근 발견된 성장 조절제인 작시논, 아노렌, 사이클로시트랄15,16,17,18,19의 전구체로도 작용합니다. 그러나 카로티노이드 유도체를 포함한 대부분의 실제 대사산물은 천연 자원이 제한적이고/또는 불안정하여 이 분야에 직접 적용하기 어렵습니다. 따라서 지난 몇 년 동안 여러 ABA 및 SL 유사체/모방체가 개발되어 농업 분야에 적용되었습니다20,21,22,23,24,25. 마찬가지로, 최근 저희는 벼 뿌리에서 당 대사를 촉진하고 SL 항상성을 조절함으로써 효과를 나타낼 수 있는 성장 촉진 대사산물인 작시논(MiZax)의 모방체를 개발했습니다19,26. 잭시논 3(MiZax3)과 MiZax5(화학 구조는 그림 1A 참조) 유사체는 수경 재배와 토양 재배 모두에서 잭시논과 유사한 생물학적 활성을 보였다26. 또한, 토마토, 대추야자, 피망, 호박에 잭시논, MiZax3, MiZx5를 처리한 결과, 온실 및 야외 환경에서 식물 생장 및 생산성, 즉 고추 수확량과 품질이 향상되었다. 이는 이러한 물질들이 생물자극제 역할을 하며 PGR27의 활용 가능성을 시사한다. 흥미롭게도, MiZax3와 MiZax5는 고염도 환경에서 재배된 피망의 내염성을 향상시켰고, MiZax3는 아연 함유 금속-유기 골격체(MOF)로 캡슐화되었을 때 과실의 아연 함량을 증가시켰다7,28.
(A) MiZax3 및 MiZax5의 화학 구조. (B) 야외 조건에서 감자 식물에 대한 5 µM 및 10 µM 농도의 MZ3 및 MZ5의 엽면 살포 효과. 실험은 2021년에 실시될 예정입니다. 데이터는 평균 ± SD로 표시했습니다. n≥15. 통계 분석은 일원 분산 분석(ANOVA) 및 Tukey 사후 검정을 사용하여 수행했습니다. 별표는 시뮬레이션과 비교하여 통계적으로 유의미한 차이를 나타냅니다(*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, 유의하지 않음). HA - 부식산; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5. HA - 부식산; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
본 연구에서는 MiZax(MiZax3와 MiZax5)를 세 가지 엽면 농도(2021년에는 5 µM과 10 µM, 2022년에는 2.5 µM과 5 µM)로 평가하고 감자(Solanum tuberosum L)와 비교했습니다. 상업용 생장 조절제인 부식산(HA)은 2021년과 2022년 딸기 온실 시험과 전형적인 사막 기후 지역인 사우디아라비아에서 진행된 네 차례의 포장 시험에서 딸기(Fragaria ananassa)와 비교되었습니다. HA는 토양 영양소 이용률 증가 및 호르몬 항상성 조절을 통한 작물 생장 촉진 등 여러 가지 유익한 효과를 가진 널리 사용되는 생물자극제이지만, 본 연구 결과는 MiZax가 HA보다 우수함을 시사합니다.
다이아몬드 품종 감자 덩이줄기는 사우디아라비아 제다에 있는 자바르 나세르 알 비시 무역회사(Jabbar Nasser Al Bishi Trading Company)에서 구입했습니다. 딸기 품종 "스위트 찰리(Sweet Charlie)"와 "페스티벌(Festival)"의 묘목과 부식산은 사우디아라비아 리야드에 있는 모던 아그리테크(Modern Agritech Company)에서 구입했습니다. 본 연구에 사용된 모든 식물 재료는 멸종위기에 처한 종 연구에 관한 IUCN 정책 성명과 멸종위기에 처한 야생 동식물종의 거래에 관한 협약(CBD)을 준수합니다.
실험 장소는 사우디아라비아 하다 알샴(북위 21°48′3″, 동경 39°43′25″)에 위치하고 있습니다. 토양은 사양토이며, pH는 7.8, EC는 1.79 dcm-130입니다. 토양 특성은 보충 표 S1에 제시되어 있습니다.
딸기(Fragaria x ananassa D. var. Festival) 묘목을 3개의 진정한 잎 단계에서 3개의 그룹으로 나누어 온실 조건에서 10 μM MiZax3 및 MiZax5로 잎에 분무한 효과가 생장 특성과 개화 시기에 미치는 영향을 평가했습니다. 잎에 물(0.1% 아세톤 함유)을 분무하는 것은 모델링 처리로 사용되었습니다. MiZax 잎에 분무는 1주일 간격으로 7회 적용되었습니다. 두 개의 독립적인 실험은 각각 2021년 9월 15일과 28일에 수행되었습니다. 각 화합물의 초기 용량은 50ml이고, 점차 최종 용량 250ml로 증가했습니다. 2주 연속으로 꽃식물의 수를 매일 기록했고, 개화율은 4주차 초에 계산했습니다. 생장 특성을 결정하기 위해 잎 수, 식물의 생체중 및 건조중량, 전체 잎 면적, 식물당 포복포자 수를 생장기 말과 생식기 초기에 측정했습니다. 잎 면적은 잎 면적 측정기를 사용하여 측정하였고, 신선한 샘플은 오븐에서 100°C로 48시간 동안 건조했습니다.
두 가지 현장 시험이 수행되었습니다: 조기 및 후기 쟁기질. "Diamant" 품종의 감자 괴경은 11월과 2월에 심고, 각각 조기 및 후기 숙성 기간이 있습니다. 생물 자극제(MiZax-3 및 -5)는 5.0 및 10.0 µM(2021) 및 2.5 및 5.0 µM(2022)의 농도로 투여됩니다. 부식산(HA) 1g/l을 주 8회 살포합니다. 물이나 아세톤을 음성 대조군으로 사용했습니다. 현장 시험 설계는 (보충 그림 S1)에 나와 있습니다. 2.5m x 3.0m의 플롯 면적을 가진 무작위 완전 블록 설계(RCBD)를 사용하여 현장 실험을 수행했습니다. 각 처리는 독립적인 반복으로 3회 반복했습니다. 각 플롯 사이의 거리는 1.0m이고 각 블록 사이의 거리는 2.0m입니다. 식물 사이의 거리는 0.6m, 줄 사이의 거리는 1m입니다. 감자는 점적 관개 방식으로 매일 3.4L씩 관개했습니다. 시스템은 하루에 두 번 10분씩 가동하여 감자에 물을 공급했습니다. 가뭄 조건에서 감자 재배에 권장되는 모든 농업 기술 방법을 적용했습니다.31. 파종 4개월 후, 표준 방법을 사용하여 식물 높이(cm), 식물체당 가지 수, 감자 성분 및 수량, 그리고 괴경 품질을 측정했습니다.
두 가지 딸기 품종(스위트 찰리와 페스티벌)의 묘목을 현장 조건에서 시험했습니다. 생물자극제(MiZax-3 및 -5)를 잎에 분무하는 방식으로 2021년에는 5.0 및 10.0 µM, 2022년에는 2.5 및 5.0 µM의 농도로 주 8회 사용했습니다. HA 1g/L를 MiZax-3 및 -5와 함께 엽면 분무하고, H2O 대조군 혼합물 또는 아세톤을 음성 대조군으로 사용했습니다. 딸기 묘목은 11월 초에 2.5 x 3m 크기의 구획에 심고, 묘목 간격은 0.6m, 줄 간격은 1m로 했습니다. 실험은 RCBD에서 세 번 반복했습니다. 식물에 매일 오전 7시와 오후 5시에 10분씩 물을 주었습니다. 0.6m 간격으로 설치된 점적 관개 시스템에는 3.4L 용량의 점적 관개가 사용되었습니다. 재배 기간 동안 농기계 구성 요소와 수량 매개변수를 측정했습니다. 과실 품질 평가에는 총탄화수소 함량(TSS), 비타민 C32, 산도, 총페놀 함량33 등이 포함되었으며, 압둘아지즈 왕립대학교 수확 후 생리학 및 기술 연구실에서 평가했습니다.
데이터는 평균으로 표현되고 변동은 표준 편차로 표현됩니다. 통계적 유의성은 Tukey의 다중 비교 검정(p < 0.05의 확률 수준 사용) 또는 유의미한 차이를 감지하기 위한 양측 Student t 검정(*p < 0.05, * *p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001)을 사용하여 일원 분산 분석(one-way ANOVA) 또는 이원 분산 분석(two-way ANOVA)을 사용하여 결정되었습니다. 모든 통계적 해석은 GraphPad Prism 버전 8.3.0을 사용하여 수행되었습니다. 연관성은 R 패키지 34를 사용하여 다변량 통계 방법인 주성분 분석(PCA)을 사용하여 검정되었습니다.
이전 보고서에서 우리는 원예 식물에서 5 및 10 μM 농도의 MiZax의 성장 촉진 활동을 입증했고 Soil Plant Assay(SPAD)27에서 엽록소 지표를 개선했습니다. 이러한 결과를 바탕으로 2021년 사막 기후에서 현장 시험에서 중요한 세계 식량 작물인 감자에 대한 MiZax의 효과를 평가하기 위해 동일한 농도를 사용했습니다. 특히 MiZax가 광합성의 최종 산물인 전분 축적을 증가시킬 수 있는지 여부를 테스트하는 데 관심이 있었습니다. 전반적으로 MiZax를 처리하면 부식산(HA)에 비해 감자 식물의 성장이 개선되어 식물 높이, 바이오매스 및 가지 수가 증가했습니다(그림 1B). 또한 5 μM MiZax3 및 MiZax5가 10 μM에 비해 식물 높이, 가지 수 및 식물 바이오매스를 증가시키는 데 더 큰 효과가 있음을 관찰했습니다(그림 1B). MiZax는 생장 개선과 함께 수확된 괴경의 수와 무게로 측정한 수확량도 증가시켰습니다. MiZax를 10 μM 농도로 투여했을 때 전반적인 유익한 효과는 덜 두드러졌는데, 이는 이 화합물을 이보다 낮은 농도로 투여해야 함을 시사합니다(그림 1B). 또한, 아세톤(모의 처리)과 물(대조군) 처리 간에 기록된 모든 매개변수에서 차이가 관찰되지 않았는데, 이는 관찰된 생장 조절 효과가 용매에 의한 것이 아님을 시사하며, 이는 이전 보고27와 일치합니다.
사우디아라비아의 감자 재배 시즌은 조기 성숙과 후기 성숙으로 구성되므로, 2022년에 두 시즌에 걸쳐 낮은 농도(2.5 및 5 µM)를 사용하여 두 번째 현장 연구를 수행하여 개방된 농장의 계절적 영향을 평가했습니다(보충 그림 S2A). 예상대로 5 µM MiZax를 두 번 모두 처리한 결과 첫 번째 시험과 유사한 생장 촉진 효과가 나타났습니다. 식물 높이 증가, 분지 증가, 바이오매스 증가, 괴경 수 증가(그림 2; 보충 그림 S3). 중요한 점은 이러한 PGR의 유의미한 효과가 2.5 µM 농도에서 관찰된 반면 GA 처리에서는 예상 효과가 나타나지 않았다는 것입니다. 이 결과는 MiZax가 예상보다 낮은 농도에서도 사용될 수 있음을 시사합니다. 또한 MiZax 처리는 괴경의 길이와 너비도 증가시켰습니다(보충 그림 S2B). 괴경 중량이 유의미하게 증가한 것도 발견했지만, 2.5 µM 농도는 두 심기 시즌에만 적용되었습니다.
2022년에 실시된 KAU 포장에서 조기 성숙 감자 식물에 대한 MiZax의 영향에 대한 식물 표현형 평가. 데이터는 평균 ± 표준 편차를 나타냅니다. n≥15. 통계 분석은 일원 분산 분석(ANOVA)과 Tukey 사후 검정을 사용하여 수행되었습니다. 별표는 시뮬레이션과 비교하여 통계적으로 유의미한 차이를 나타냅니다(*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, 유의하지 않음). HA – 부식산; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5. HA – 부식산; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
처리(T)와 연도(Y)의 효과를 더 잘 이해하기 위해 이원 분산분석(two-way ANOVA)을 사용하여 상호작용(T x Y)을 분석했습니다. 모든 생물자극제(T)가 감자 식물의 높이와 바이오매스를 유의하게 증가시켰지만, MiZax3와 MiZax5만이 괴경 수와 중량을 유의하게 증가시켰습니다. 이는 두 MiZax에 대한 감자 괴경의 양방향 반응이 본질적으로 유사함을 나타냅니다(그림 3). 또한, 계절 초반에는 날씨(https://www.timeanddate.com/weather/saudi-arabia/jeddah/climate)가 더워져(평균 28°C, 습도 52% (2022)) 전체 괴경 바이오매스가 유의하게 감소합니다(그림 2; 보충 그림 S3).
감자에 대한 5 µm 처리(T), 연도(Y) 및 상호작용(T x Y) 효과를 연구합니다. 데이터는 평균 ± 표준 편차를 나타냅니다. n ≥ 30. 통계 분석은 이원 분산 분석(ANOVA)을 사용하여 수행되었습니다. 별표는 시뮬레이션 결과와 비교하여 통계적으로 유의미한 차이를 나타냅니다(*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, 유의미하지 않음). HA – 부식산; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
그러나 Myzax 처리는 여전히 만생 식물의 생장을 촉진하는 경향이 있었습니다. 전반적으로, 세 가지 독립적인 실험 결과, MiZax 처리가 가지 수를 증가시켜 식물 구조에 유의미한 영향을 미친다는 것을 의심의 여지 없이 보여주었습니다. 실제로 MiZax 처리 후 가지 수에 대해 (T)와 (Y) 사이에 유의미한 양방향 상호작용 효과가 나타났습니다(그림 3). 이 결과는 스트리고락톤(SL) 생합성의 음성 조절자로서의 활성과 일치합니다. 또한, Zaxinone 처리가 벼 뿌리에 전분 축적을 유발한다는 것을 이전에 밝힌 바 있는데,35 이는 감자 괴경이 주로 전분으로 구성되어 있기 때문에 MiZax 처리 후 감자 괴경의 크기와 무게가 증가하는 것을 설명할 수 있습니다.
과실 작물은 중요한 경제 작물입니다. 딸기는 가뭄이나 고온과 같은 비생물적 스트레스 조건에 민감합니다. 따라서 저희는 MiZax가 딸기 잎에 미치는 영향을 조사했습니다. 먼저 딸기 생장에 미치는 영향을 평가하기 위해 10 µM 농도의 MiZax를 투여했습니다(Festival 품종). 흥미롭게도, MiZax3는 포복엽 수를 유의미하게 증가시켜 분지 증가를 유도하는 반면, MiZax5는 온실 조건에서 개화율, 식물 바이오매스, 그리고 잎 면적을 증가시키는 것으로 나타났습니다(보충 그림 S4). 이는 이 두 화합물이 생물학적으로 변이될 수 있음을 시사합니다. 26, 27. 실제 농업 조건에서 딸기에 미치는 영향을 더 자세히 이해하기 위해, 2021년 반모래 토양에서 재배된 딸기(품종 Sweet Charlie)에 5 µM과 10 µM MiZax를 적용하는 포장 시험을 수행했습니다(그림 S5A). GC와 비교했을 때, 식물 바이오매스 증가는 관찰되지 않았지만, 과실 수는 증가하는 경향을 보였습니다(그림 C6A-B). 그러나 MiZax 처리는 과실당 중량을 유의미하게 증가시켰고, 농도 의존성을 시사했습니다(보충 그림 S5B; 보충 그림 S6B). 이는 사막 조건에서 이러한 식물 생장 조절제가 딸기 과실 품질에 미치는 영향을 시사합니다.
재배 품종에 따라 생장 촉진 효과가 달라지는지 알아보기 위해 사우디아라비아에서 두 가지 상업용 딸기 품종(스위트 찰리와 페스티벌)을 선정하고 2022년에 저농도의 MiZax(2.5 및 5 µM)를 사용하여 두 차례의 현장 연구를 수행했습니다.스위트 찰리의 경우 총 과일 수는 크게 증가하지 않았지만 MiZax를 처리한 식물의 과일 바이오매스가 일반적으로 더 높았고 플롯당 과일 수는 MiZax3 처리 후에 증가했습니다(그림 4).이러한 데이터는 MiZax3와 MiZax5의 생물학적 활성이 다를 수 있음을 추가로 시사합니다.또한, Myzax를 처리한 후 식물의 생체중과 건조 중량, 식물 싹의 길이가 증가하는 것을 관찰했습니다.줄기 덩굴의 수와 새싹의 수와 관련하여 5 µM MiZax에서만 증가를 발견했습니다(그림 4).이는 최적의 MiZax 배위가 식물 종에 따라 달라짐을 나타냅니다.
2022년에 실시한 KAU 포장의 식물 구조 및 딸기(스위트 찰리 품종) 수량에 대한 MiZax의 효과. 데이터는 평균 ± 표준 편차를 나타냅니다. n ≥ 15이지만, 구획당 과일 수는 3개 구획(n = 3)의 15개 식물에서 평균적으로 계산되었습니다. 통계 분석은 일원 분산 분석(ANOVA)과 Tukey 사후 검정 또는 양측 스튜던트 t 검정을 사용하여 수행했습니다. 별표는 시뮬레이션과 비교하여 통계적으로 유의미한 차이를 나타냅니다(*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, 유의하지 않음). HA – 부식산; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
페스티벌 품종 딸기에서도 과실 중량과 식물 바이오매스 측면에서 유사한 생장 촉진 활성을 관찰했지만(그림 5), 식물체당 또는 구획당 총 과실 수에는 유의미한 차이가 없었습니다(그림 5). 흥미롭게도, MiZax 처리는 식물체 길이와 포복경 수를 증가시켰는데, 이는 이러한 식물 생장 조절제가 과실 작물의 생장을 개선하는 데 사용될 수 있음을 시사합니다(그림 5). 또한, 포장에서 채집한 두 품종의 과실 품질을 파악하기 위해 여러 생화학적 지표를 측정했지만, 모든 처리구 간에는 차이가 없었습니다(보충 그림 S7; 보충 그림 S8).
2022년 KAU 포장(축제 품종)에서 MiZax가 식물 구조와 딸기 수량에 미치는 영향. 자료는 평균 ± 표준 편차입니다. n ≥ 15이지만, 구획당 과일 수는 세 구획(n = 3)에서 15개 식물을 평균하여 계산했습니다. 통계 분석은 일원 분산 분석(ANOVA)과 Tukey 사후 검정 또는 양측 스튜던트 t 검정을 사용하여 수행했습니다. 별표는 시뮬레이션 결과와 비교하여 통계적으로 유의미한 차이를 나타냅니다(*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, 유의미하지 않음). HA – 부식산; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
딸기 연구에서 MiZax3와 MiZax5의 생물학적 활성은 서로 다른 것으로 나타났습니다. 먼저, 동일 품종(스위트 찰리)에 대한 처리(T)와 연도(Y)의 효과를 이원 분산분석(two-way ANOVA)을 통해 분석하고, 상호작용(T x Y)을 분석했습니다. 그 결과, HA는 딸기 품종(스위트 찰리)에 영향을 미치지 않았지만, 5 μM의 MiZax3와 MiZax5는 식물체와 과실 바이오매스를 유의미하게 증가시켰습니다(그림 6). 이는 두 MiZax의 양방향 상호작용이 딸기 생산 촉진에 매우 유사함을 시사합니다.
딸기(품종: Sweet Charlie)에 대한 5 µM 처리(T), 처리 연도(Y) 및 상호작용(T x Y) 효과를 평가합니다. 데이터는 평균 ± 표준편차를 나타냅니다. n ≥ 30. 통계 분석은 이원 분산 분석(ANOVA)을 사용하여 수행했습니다. 별표는 시뮬레이션 결과와 비교하여 통계적으로 유의미한 차이를 나타냅니다(*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, 유의미하지 않음). HA – 부식산; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
또한 두 품종에 대한 MiZax 활성이 약간 달랐기 때문에(그림 4; 그림 5), 처리(T)와 두 품종(C)을 비교하는 이원 분산분석(two-way ANOVA)을 수행했습니다. 첫째, 어떤 처리도 플롯당 과일 수에 영향을 미치지 않았습니다(그림 7). 이는 (T x C) 사이에 유의한 상호 작용이 없음을 나타내며 MiZax와 HA 모두 총 과일 수에 기여하지 않음을 시사합니다. 반면 MiZax(HA는 아님)는 식물 중량, 과일 중량, 스토론 및 새 식물을 유의하게 증가시켰습니다(그림 7). 이는 MiZax3와 MiZax5가 다양한 딸기 식물 품종의 성장을 유의하게 촉진한다는 것을 나타냅니다. 이원 분산분석(T x Y)과 (T x C)에 근거하여, 현장 조건에서 MiZax3와 MiZax5의 성장 촉진 활동이 매우 유사하고 일관적이라는 결론을 내릴 수 있습니다.
딸기 처리에 5 µM(T), 두 품종(C) 및 이들의 상호작용(T x C)을 적용한 결과를 평가하였다. 데이터는 평균 ± 표준편차를 나타낸다. n ≥ 30이지만, 구획당 과일 수는 세 구획(n = 6)에서 15개 식물을 평균하여 계산하였다. 통계 분석은 이원 분산 분석(ANOVA)을 사용하였다. 별표는 시뮬레이션 결과와 비교하여 통계적으로 유의미한 차이를 나타낸다(*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, 유의미하지 않음). HA – 부식산; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
마지막으로, 감자(T x Y)와 딸기(T x C)에 대한 적용된 화합물의 효과를 평가하기 위해 주성분 분석(PCA)을 사용했습니다. 이 그림들은 HA 처리가 감자의 아세톤이나 딸기의 물과 유사함을 보여주며(그림 8), 이는 식물 생장에 대한 긍정적 효과가 상대적으로 작음을 시사합니다. 흥미롭게도, MiZax3와 MiZax5의 전반적인 효과는 감자에서 동일한 분포를 보인 반면(그림 8A), 딸기에서는 이 두 화합물의 분포가 달랐습니다(그림 8B). MiZax3와 MiZax5는 식물 생장과 수량에서 우세하게 긍정적 분포를 보였지만, PCA 분석 결과 생장 조절 활성은 식물 종에 따라 달라질 수 있음을 시사했습니다.
(A) 감자(T x Y)와 (B) 딸기(T x C)의 주성분 분석(PCA). 두 그룹의 점수 그래프. 각 성분을 연결하는 선은 클러스터의 중심으로 이어집니다.
요약하자면, 두 가지 귀중한 작물에 대한 5건의 독립적인 현장 연구를 바탕으로, 2020년부터 2022년까지의 이전 보고서와 일치하며, MiZax3와 MiZax5는 곡물, 목본 식물(대추야자), 원예 과수 작물을 포함한 다양한 작물의 생장을 개선할 수 있는 유망한 식물 생장 조절제입니다.26,27 생물학적 활성을 넘어서는 분자적 기전은 아직 밝혀지지 않았지만, 현장 적용에 대한 잠재력이 매우 큽니다. 무엇보다도, 부식산에 비해 MiZax는 훨씬 적은 양(마이크로몰 또는 밀리그램 수준)으로 적용 가능하며, 긍정적인 효과가 더욱 두드러집니다. 따라서 MiZax3의 1회 적용량(저농도에서 고농도까지): 3, 6 또는 12g/ha, MiZx5의 적용량: 4, 7 또는 13g/ha로 추정되며, 이는 이러한 식물 생장 조절제가 작물 수확량 향상에 유용함을 의미합니다. 상당히 실현 가능합니다.
게시 시간: 2024년 3월 15일