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Aug 01, 2023

물 스트레스 조건에서 미생물 접종에 반응한 Cupressus arizonica G.의 에센셜 오일 조성 및 총 페놀 함량

과학 보고서 13권,

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 1209(2023) 이 기사 인용

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애리조나 사이프러스(Arizona Cypress)는 가뭄에 강하고 향기가 있으며 심미적으로도 아름다운 나무 중 하나로 여러 가지 약리학적 용도를 갖고 있습니다. 특정 미생물은 방향족 및 약용 식물에서 생리 활성 화합물의 2차 대사 및 합성에 기여합니다. 이 연구의 목적은 두 가지 관개 방식과 미생물 접종을 통해 애리조나 사이프러스의 광합성 색소, 총 페놀 함량, 항산화 능력 및 에센셜 오일 구성을 결정하는 것입니다. 우리는 세 가지 균근 접종(Rhizophagus 불규칙성, Funneliformis mosseae, R. 불규칙성과 F. mosseae의 혼합물), 뿌리박테리움 접종(Pseudomonas 플루오레센스), 두 가지 관개 체제(물을 잘 주는 것과 물 스트레스)를 사용하여 요인 실험을 확립했습니다. 물 스트레스 체제 하에서 F. mosseae(0.46%)로 접종된 묘목과 접종되지 않은 대조 식물(0.29%)은 각각 에센셜 오일 함량이 가장 높았고 가장 낮았습니다. GC-MS 분석 결과, 리모넨, 알파피넨, 테르피넨-4-올 및 움벨룰론이 연구 중인 묘목 및 처리제에서 가장 풍부한 화합물인 것으로 나타났습니다. 물 스트레스 체제는 에센셜 오일과 항산화 능력에 중요하고 지배적인 영향을 미치는 반면, 묘목 성장과 광합성 색소는 스트레스 조건에서 감소하는 경향이 있었습니다. 그러나 묘목에 균근 및 박테리아를 공동 접종하면 페놀성 화합물과 카로티노이드가 증가했습니다. 물 스트레스와 균근 공생 조건 하에서, 현재 연구의 결과는 추가적인 제약 적용을 위해 애리조나 노송나무의 가치 있는 화합물 수준을 높이는 데 도움이 될 수 있습니다.

애리조나 사이프러스(Cupressus arizonica Greene)는 가뭄에 강하고 향기로운 관상용 나무입니다1. 미국 남부에서 관상용 및 바람막이용으로 재배됩니다1. 치료 목표의 경우 애리조나 사이프러스 에센셜 오일(EO)은 부러진 모세혈관 및 정맥류 치료, 피부 수렴제 및 강장제, 면역체계 자극제 및 진정제로 사용할 수 있습니다2. 애리조나 사이프러스는 다양한 제약 및 미용 목적으로 사용되는 방향족 향을 방출합니다2. 게다가 애리조나 사이프러스에는 항균 및 항진균 특성이 있습니다3,4. 애리조나 사이프러스에서 얻은 EO의 일부 구성은 주요 말라리아 벡터인 Anopheles stephensi에 대한 천연 살유충제로 간주될 수 있습니다5. 애리조나 사이프러스 잎 EO에서 가장 중요한 화합물은 p-cymene, a-pinene, cis-muurola-3,5-diene 및 Germacrene D이며 오일의 약 40%를 차지합니다. 다른 주요 화학 성분으로는 리모넨과 움벨룰론이 있습니다5.

환경에 대한 부정적인 스트레스 요인 중 하나인 가뭄은 건조 및 반건조 지역의 전체 농업 생산에 중요한 우려 사항이며, 이는 미래에 더욱 악화될 수도 있습니다6. 특히, 물 스트레스는 식물 성장을 심각하게 억제하고 결국 전반적인 성능을 저하시킵니다7. 수분 스트레스와 같은 환경 요인은 방향족 식물의 EO 수율과 구성에 특히 영향을 미칠 수 있습니다8,9,10. 수분 스트레스에 노출된 식물은 일반적으로 더 높은 수준의 2차 대사산물을 생성합니다11. 약용 식물의 수분 스트레스 하에서 EO 생산량과 주요 성분의 증가는 이미 많은 연구에서 보고되었습니다9,10,12,13.

EO의 품질과 구성은 다양한 환경 요인에 의해 크게 영향을 받을 수 있습니다14. 생물학적 요인 중 유익미생물을 활용하는 것이 큰 주목을 받고 있다. 이러한 미생물 그룹 중 하나는 수지상 균근균(AMF)으로 약용 식물과 방향족 식물에서 생리활성 화합물을 생산할 수 있습니다15,16. AMF를 식물에 접종하는 것은 숙주 식물의 물 스트레스 영향을 완화하는 가장 유망한 도구 중 하나입니다. 숙주 식물의 가뭄 내성을 증가시켜 가뭄 조건 하에서 식물의 생존을 증가시킬 수 있는 다른 유익한 미생물로는 식물 성장 촉진 뿌리박테리아(PGPR)18가 있습니다. 다양한 연구에서도 식물에 PGPR을 접종하면 식물 성장과 작물 생산에 유익한 효과가 있다고 밝혔습니다13,19,20.