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近年来我国农药、化肥的不合理使用导致土壤养分比例失调、农作物低产、品质差劣和抗逆性降低等一系列问题,可利用生物刺激素进行调节。生物刺激素并非传统肥料或农药,其通过作用于农作物本身来改善植物的生理状态,提高植物抗逆性,提高农药或肥料利用效率,从而提高农作物产量和品质。我国中草药资源丰富,具有一定植物生长调节生长活性,具有绿色、无污染、无农药残留的优点。

黄芩Scutellaria baicalensisGeorgi)属于唇形科黄芩属,其主要活性成分是黄酮类化合物,药理作用主要有抗炎、抗氧化、抗菌、清除自由基及细胞凋亡等。从中草药筛出具有植物调节活性的天然中草药,以天然中草药为原料制备植物调节活性的生物刺激素对农业高效绿色生产具有重要意义。

2024年7月,Vegetable Research在线发表了山东农业大学包志龙教授团队题为Scutellaria baicalensis Georgi extracts and its active compound baicalin promote tomato seedling growth的研究论文。

文章核心内容

(1)利用LC-MS/MS确定黄芩提取物的主要成分为黄芩苷。

(2)黄芩提取物及黄芩苷通过上调细胞周期基因表达促进番茄植株生长。

(3)黄芩提取物及黄芩苷通过上调光合基因表达增强番茄叶片的光合能力。

图1 黄芩提取物及其活性成分黄芩苷促进番茄植株生长发育
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图1 黄芩提取物及其活性成分黄芩苷促进番茄植株生长发育

生物刺激素在农业生产中的应用可以解决化肥和农药不适当使用带来的效率低和环境污染等一系列问题。黄芩提取物和黄芩苷上调细胞周期和光合作用相关基因的表达量,促进番茄地上部分和根系的生长、增强叶片光合能力、提高番茄植株生物量。本研究将黄芩提取物及其活性成分黄芩苷直接应用于番茄植株上,探索其植物调节活性,为绿色、环保的生物刺激素的开发提供新的途径。

山东农业大学园艺科学与工程学院青年教师刘根忠、本科生辛锦阳为论文的第一作者,包志龙教授和马方放教授为论文的通讯作者。该研究得到山东省泰山学者基金项目(tsqn201812034)、山东省农业良种工程项目(2020LZGC005)、中国博士后科学基金项目(2022M711967)、山东省重点研发计划项目(2021LZGC017)、国家自然科学基金项目(31872951)的资助。

团队介绍
东农业大学园艺科学与工程学院泰山学者青年专家包志龙教授和马方放教授联合团队以番茄、青花菜、胡萝卜等蔬菜作物为研究材料,围绕抗性、生长发育及品质形成展开研究工作,主要通过改变细胞周期及相关基因的功能来提高蔬菜作物的抗性与品质,论文发表在PNASNature communicationsMolecular PlantPlant Cell等高水平杂志上,授权国家发明专利3项,实用新型专利4项。近5年来主持国家自然科学基金面上项目,国家重点研发子课题,国家农业重大科技项目子课题,山东省农业良种工程项目等近10项。

https://doi.org/10.48130/vegres-0024-0023

特邀作者:包志龙、马方放

编辑:顾笑寅

审核:史安琪

关于Vegetable Research

Vegetable Research是一本开放获取的期刊,致力于传播蔬菜作物研究进展。欢迎蔬菜研究所有领域的原始研究论文、方法、资源和综述等投稿,主题范围包括(但不限于)遗传、育种、组学、分子生物学、生物技术、与环境和其他生物系统的相互作用以及采收前后的生产。期刊主编由中国农业大学张小兰教授和法国图卢兹国立理工学院Julien Pirrello博士共同担任。目前期刊已被ESCIScopusCABI等数据库收录。

期刊官网:www.maxapress.com/vegres
投稿网址:mc03.manuscriptcentral.com/vegres

作者服务亮点

1. 2024年内投稿免收文章处理费

2. 通过微信公众号、头条、知乎等多平台,全面宣传作者团队及研究成果,提升学术影响力

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