喜马拉雅山对叶山丹（Colebrookea oppositifolia Sm.）和紫花洋地黄（Digitalis purpurea L.）的代谢谱分析揭示了通过生理与生化改变调节小麦生长的关键代谢物

《Journal of Crop Science and Biotechnology》：Metabolic profiling of Himalayan Colebrookea oppositifolia Sm. and Digitalis purpurea L. reveals essential metabolites regulating wheat growth through physiological and biochemical alterations

　　

摘要

诱导剂是刺激植物生长和防御的天然或合成物质。喜马拉雅植物群以其药理重要性而闻名，但作为植物生长诱导剂的研究较少，本研究探讨了其促进小麦生长的潜力。基于初步筛选，使用了从 18 种喜马拉雅植物中获得的叶提取物，以 1 mg/mL 的剂量进行小麦种子生物预处理。将其对幼苗形态学和生化参数的影响与作为阳性对照的 Moringa oleifera 提取物进行了比较。观察到的植物生物刺激特性存在显著差异，其中 Colebrookea oppositifolia Sm. 和 Digitalis purpurea L. 是最佳的诱导剂。Colebrookea oppositifolia 在增加小麦幼苗的叶色素（叶绿素和类胡萝卜素）以及酚类和黄酮类（1.12 倍）含量方面非常有效。与对照组相比，经过 Colebrookea oppositifolia 处理后，脯氨酸、总蛋白、苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶、H₂O₂ 清除、FRAP 活性和超氧化物歧化酶活性分别增加了 1.18、1.19、1.69、1.48、1.07、1.22、1.07 倍。Rumex hastatus 和 Digitalis purpurea 的总可溶性糖和 DPPH 抑制率最高。观察到的增量在 p ≤ 0.05 水平上具有统计学显著性，证明了植物的有效性。对总共十九种植物进行主成分分析（PCA），以根据其在促进小麦生长方面的有效性进行分类，将 Colebrookea oppositifolia、Rumex hastatus 和 Digitalis purpurea 归为同一组。此外，对 Colebrookea oppositifolia 和 Digitalis purpurea 的粗提物进行高分辨质谱（HRMS）分析，表明存在据报道具有植物生长、抗氧化活性和胁迫耐受性的生物活性化合物。这些发现表明，所选植物含有复杂的次生代谢产物混合物，是强效的生长促进剂。作为天然物质，它们在环境中留下的有害残留物最少，从而降低了害虫随时间产生遗传抗性的风险。