Actinopolyspora sp. JTT - 01:提升香菜种子品质与产量的生物强化新希望
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随着全球人口增长,提升植物产量、营养价值及药用价值愈发重要。研究人员针对香菜(Carum carvi L)开展 Actinopolyspora sp. JTT - 01 菌株对其影响的研究。结果显示该菌株能提高香菜种子产量、营养成分和生物活性,为可持续农业提供新途径。
在全球人口不断增长的当下,人们对植物产品的需求日益增加,不仅期望植物能产出更多的果实、种子,还希望它们具备更高的营养价值和更强的药用功效。香菜(Carum carvi L)作为一种备受瞩目的植物,它可是香料界的 “明星”,同时在营养和医药领域也有着独特的价值。香菜种子富含脂质、维生素、矿物质、精油(如香芹酚、α - 蒎烯和对伞花烃)、蛋白质、酚酸、黄酮类化合物、生物碱、纤维、萜类化合物等众多营养成分,这些丰富的物质让香菜种子在烹饪和医药方面都大显身手,比如香菜精油能增强抗氧化酶活性、抑制结肠癌细胞增殖等。
然而,如何进一步挖掘香菜的潜力,提升其产量和品质,成为了科研人员关注的焦点。在这样的背景下,来自多个研究机构的研究人员,包括 Beni - Suef University、United Arab Emirates University 等,开启了一项极具意义的研究。他们将目光聚焦在从药用植物紫穗槐(Tephrosia purpurea)中分离出的 Actinopolyspora sp. JTT - 01 菌株上,探究该菌株对香菜生长、产量和化学组成的影响。
研究人员采用了多种关键技术方法。在菌株分离与鉴定方面,从多种植物中分离内生细菌,通过特定培养基培养和 16S rRNA 基因测序确定目标菌株。在实验设置上,进行盆栽实验,设置对照和 Actinopolyspora sp. JTT - 01 处理组,控制种植环境条件。对于各项指标的测定,运用多种仪器和方法,如用 ICP - MS 测定矿物质含量,HPLC 分析氨基酸、维生素等。
研究结果令人欣喜。分子鉴定确认分离菌株为 Actinopolyspora sp.,与 Actinopolyspora sp. VITSDK2 EU551237 相似度达 100% 。在产量和物理特性上,Actinopolyspora sp. JTT - 01 处理显著提高了种子的堆积密度、荚长和种子产量,分别增加了 60%、51.6% 和 67.8% 。矿物质含量方面,处理后的种子积累了更多的矿物质(K、Ca、N、Fe、Mg、Na、Cu 和 Zn)。在代谢物方面,初级代谢物如总糖、蛋白质和脂质含量显著增加;次级代谢物中,酚类、生物碱、皂苷和类固醇等含量大幅提升,维生素(如生育酚、α - 胡萝卜素和叶绿醌)和精油(如 β - 蒎烯、香芹酚等)也显著增加。生物活性上,处理后的种子抗氧化和抗菌性能增强,对多种病原体生长有抑制作用。
研究结论表明,用 Actinopolyspora sp. JTT - 01 处理香菜种子是一种极具潜力的生物强化策略。它不仅能显著提高香菜种子的产量,还能丰富其营养成分,增强抗氧化和抗菌特性。这意味着有望开发出更具营养和药用价值的香菜产品,为可持续农业发展提供了新的方向。不过,研究也指出,还需进一步开展田间试验,优化菌株接种剂量和应用方法,探索其对其他作物的生物强化潜力,为农业生产带来更多的可能性。