Nachricht

Aug 01, 2023

Zusammensetzung ätherischer Öle und Gesamtphenolgehalt in Cupressus arizonica G. als Reaktion auf mikrobielle Inokulation unter Wasserstressbedingungen

Wissenschaftliche Berichte Band 13,

Wissenschaftliche Berichte Band 13, Artikelnummer: 1209 (2023) Diesen Artikel zitieren

677 Zugriffe

1 Zitate

4 Altmetrisch

Details zu den Metriken

Die Arizona-Zypresse ist einer der dürreresistenten, aromatischen und ästhetisch ansprechenden Bäume mit mehreren pharmakologischen Anwendungen. Bestimmte Mikroorganismen tragen zum Sekundärstoffwechsel und zur Synthese bioaktiver Verbindungen in Aroma- und Heilpflanzen bei. Ziel dieser Studie war es, die photosynthetischen Pigmente, den Gesamtphenolgehalt, die antioxidative Kapazität und die ätherische Ölzusammensetzung der Arizona-Zypresse unter zwei Bewässerungsregimen und mikrobiellen Impfungen zu bestimmen. Wir führten ein faktorielles Experiment mit drei Mykorrhiza-Inokulationen (Rhizophagus unregelmäßigis, Funneliformis mosseae und eine Mischung aus R. unregelmäßigis und F. mosseae), einer Rhizobakterien-Inokulation (Pseudomonas fluorescens) und zwei Bewässerungsregimen (gut bewässert und Wasserstress) durch. Unter dem Wasserstressregime hatten mit F. mosseae beimpfte Sämlinge (0,46 %) und nicht beimpfte Kontrollpflanzen (0,29 %) den höchsten bzw. niedrigsten Gehalt an ätherischen Ölen. Die GC-MS-Analyse ergab, dass Limonen, a-Pinen, Terpinen-4-ol und Umbellulon die am häufigsten vorkommenden Verbindungen in den untersuchten Sämlingen und Behandlungen waren. Das Wasserstressregime hatte einen signifikanten und dominanten Einfluss auf die Kapazität ätherischer Öle und Antioxidantien, wohingegen das Wachstum der Sämlinge und die photosynthetischen Pigmente unter Stressbedingungen tendenziell abnahmen. Die gleichzeitige Inokulation von Sämlingen mit Mykorrhiza und dem Bakterium führte jedoch zu einem Anstieg der Phenolverbindungen und Carotinoide. Unter Bedingungen von Wasserstress und Mykorrhiza-Symbiose können die Ergebnisse der aktuellen Studie dazu beitragen, den Gehalt an wertvollen Verbindungen in Arizona-Zypressen für weitere pharmazeutische Anwendungen zu erhöhen.

Die Arizona-Zypresse (Cupressus arizonica Greene) ist ein dürretoleranter, aromatischer und dekorativer Baum1. Sie wird im Süden der USA als Zierpflanze und als Windschutz angebaut1. Zu therapeutischen Zwecken kann ätherisches Öl (EO) der Arizona-Zypresse zur Therapie gebrochener Kapillaren und Krampfadern, als Adstringens und Tonikum für die Haut, als Stimulans des Immunsystems und als Beruhigungsmittel2 eingesetzt werden. Arizona-Zypressen verströmen einen aromatischen Duft, der für verschiedene pharmazeutische und kosmetische Zwecke verwendet wird2. Darüber hinaus hat die Arizona-Zypresse antibakterielle und antimykotische Eigenschaften3,4. Einige Zusammensetzungen des aus Arizona-Zypressen gewonnenen EO könnten als natürliche Larvizide gegen Anopheles stephensi, einen wichtigen Malariaüberträger, angesehen werden5. Die wichtigsten Verbindungen im Blatt-EO der Arizona-Zypresse sind p-Cymol, a-Pinen, cis-Muurola-3,5-dien und Germacren D, die etwa 40 % des Öls ausmachen. Weitere wichtige chemische Bestandteile sind Limonen und Umbellulon5.

Als ein negativer Umweltstressor stellt Dürre ein erhebliches Problem für die landwirtschaftliche Gesamtproduktion in ariden und semi-ariden Regionen dar, das sich in Zukunft sogar verschlimmern könnte6. Insbesondere Wasserstress hemmt das Pflanzenwachstum stark und verringert letztendlich die Gesamtleistung7. Darüber hinaus können Umweltfaktoren wie Wasserstress den EO-Ertrag und die EO-Zusammensetzung in aromatischen Pflanzen erheblich beeinflussen8,9,10. Pflanzen, die Wasserstress ausgesetzt sind, erzeugen in der Regel höhere Mengen an Sekundärmetaboliten11. Die Steigerung des EO-Ertrags und seiner Hauptbestandteile bei Wasserstress in Heilpflanzen wurde bereits in vielen Studien berichtet9,10,12,13.

Die Qualität und Zusammensetzung von EO kann stark von verschiedenen Umweltfaktoren beeinflusst werden14. Unter den biotischen Faktoren hat der Einsatz nützlicher Mikroorganismen große Aufmerksamkeit erhalten. Eine solche Gruppe von Mikroorganismen sind arbuskuläre Mykorrhizapilze (AMF), die zur Produktion bioaktiver chemischer Verbindungen in Heil- und Aromapflanzen führen können15,16. Die Impfung von Pflanzen mit AMF ist eines der vielversprechendsten Instrumente zur Linderung von Wasserstresseffekten in Wirtspflanzen17. Andere nützliche Mikroorganismen, die die Dürretoleranz von Wirtspflanzen und damit das Überleben von Pflanzen unter Dürrebedingungen erhöhen können, sind pflanzenwachstumsfördernde Rhizobakterien (PGPR)18. Verschiedene Untersuchungen haben außerdem ergeben, dass die Impfung von Pflanzen mit PGPR positive Auswirkungen auf das Pflanzenwachstum und die Pflanzenproduktion hat13,19,20.

Es wurden viele Studien durchgeführt, um synergistische Wechselwirkungen zwischen PGPR und AMF in den verschiedenen Pflanzen zu erkennen13,20,21. Zuvor wurde auch über synergistische Effekte der Co-Inokulation von AMF mit PGPR auf die Zusammensetzung bioaktiver Verbindungen in Heilpflanzen berichtet. Hemashenpagam und Selvaraj berichteten, dass kombinierte Impfungen von Glomus aggregatum und Bacillus coagulans mit Trichoderma harzianum zu einem signifikanten Anstieg der Phenole, Flavonoide, Alkaloide, Saponine und Tannine von Solanum viarum führten22. Eine weitere Studie von Alam et al. zeigten eine erhöhte Gesamtölausbeute bei Pelargonium Graveolens, das zusammen mit G. intraradices oder/und G. Mosseae mit Bacillus subtilis inokuliert wurde23. Singh et al. haben auch berichtet, dass die gleichzeitige Inokulation symbiotischer Pilze mit PGPR in Heilpflanzen ein nützliches Instrument zur Verbesserung der ätherischen Pflanzenöle darstellt24.

In der aktuellen Studie wurden Pflanzenwachstum, EO-Zusammensetzung, Gesamtphenolgehalt, Antioxidationskapazität sowie einige photosynthetische Pigmente in Arizona-Zypressen unter zwei Bewässerungsregimen und mikrobiellen Impfungen untersucht. Wir stellten die Hypothese auf, dass einer der Faktoren, die zu einer Verringerung der Wachstumsrate der Arizona-Zypresse führen, Wasserstress ist. Wir glauben, dass keine Studie die Rolle der AMF- und P. fluorescens-Inokulation auf die qualitativen Variationen und die EO-Zusammensetzung von Arizona-Zypressen unter Wasserstressbedingungen untersucht hat. Daher waren die Ziele unserer Studie (1) die Bewertung der Auswirkungen der mikrobiellen Inokulation auf Biomasse, Pigmentkonzentrationen, Gesamtphenolgehalt, antioxidative Aktivität und EO-Zusammensetzung von Arizona-Zypressen unter gut bewässerten Bedingungen und unter Wasserstress. und (2) die Interaktion zwischen AMF und P. fluorescens zu bewerten, um die Toleranz der Arizona-Zypresse gegenüber Wasserstress zu verbessern.

Wir haben Zapfen von einer einzelnen Arizona-Zypresse gesammelt, die im Wald der Isfahan University of Technology (32°39′ N, 51°40′ E; 1590 m) gewachsen ist. Pflanzenmaterial wurde mit Zustimmung der Urban Landscape Research Group der Isfahan University of Technology gesammelt. Für die Zapfensammlung dieses Ziergehölzes waren keine weiteren gesetzlichen Auflagen erforderlich. Die Sammlung des Pflanzenmaterials entsprach den relevanten institutionellen (Isfahan University of Technology), nationalen und internationalen Richtlinien und Gesetzen. Wir entfernten die Samen von den Zapfen und ließen sie im Dunkeln (4 °C für 2 Wochen) keimen, bevor wir die Keimlinge vorsichtig in autoklavierte Medien (120 °C für 2 Stunden) gaben und sie sechs Monate lang wachsen ließen, bevor wir sie in 10-l-Töpfe umpflanzten. Einige wichtige Eigenschaften des ursprünglichen Bodens sind in Tabelle 1 aufgeführt. Diese Daten wurden vom Labor der Abteilung für Bodenkunde, College of Agriculture, Isfahan University of Technology, erhalten. Die Töpfe wurden in einem Gewächshaus aufbewahrt und für die Dauer der Studie bei 28/16 ± 2 °C Tag/Nacht und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 30–35 % gehalten.

Ein faktorielles Experiment bestehend aus AMF auf vier Inokulationsniveaus, P. fluorescens auf zwei Inokulationsniveaus und Bewässerungsregimen auf zwei Niveaus wurde unter Verwendung eines vollständig randomisierten Designs mit drei Wiederholungen (drei Pflanzen in jeder Wiederholung) durchgeführt. Für Mykorrhiza-Behandlungen inokulierten wir die Sämlinge entweder mit Rhizophagus unregelmäßigis (Ri) oder Funneliformis mosseae (Fm) oder einem R. unregelmäßigis–F. Mosseae-Mischung (Mix). Zu diesem Zweck haben wir vor dem Umpflanzen der Sämlinge 60 g (50–60 Sporen pro g) Mykorrhiza-Inokulum (Nationales Boden- und Wasserforschungszentrum, Karaj, Iran) in jeden Topf gegeben (gemischt mit dem Wachstumsmedium). Als Kontrolle dienten nicht inokulierte Pflanzen. Für das PGPR-Regime haben wir nach dem Umpflanzen der Sämlinge 4 ml (frühere Studien zeigten, dass diese Inokulagröße für die verwendete Bodenmenge ausreicht) der P. fluorescens (Ps)-Suspension (107 KBE ml−1) auf die Oberfläche aufgetragen der Medien in jedem Topf. Zusätzlich haben wir 4 ml steriles destilliertes Wasser auf Kontrolltöpfe (nicht beimpft) aufgetragen. Für das Bewässerungssystem verwendeten wir 5 Monate nach der Transplantation entweder 100 % oder 50 % Feldkapazität, was entsprechend der Boden-Wasser-Kennlinie als gut bewässerte Behandlung (normale Bewässerung; N) bzw. als Wasserstressbehandlung (S) bezeichnet wird . Darüber hinaus erfolgte die Düngung während des Pflanzenwachstums durch Zugabe von 2 g L−1 handelsüblichem Dünger (20-5-10 NPK, 12,8 % S und 1,3 % MgO; NovaTec Solub, Compo, Deutschland) beim Umpflanzen und vor dem Pflanzenwachstum Beginn der Bewässerungssysteme.

Um die Wurzelbesiedlung am Ende des Experiments zu berechnen, wurden Wurzelgewebeproben 55 Minuten lang mit KOH (10 % w/v) bei 95 °C geklärt. Anschließend wurden die Wurzeln 50 Minuten lang in HCl eingeweicht. Nach dem Schneiden der Wurzeln in 10-mm-Fragmente wurden 100 Stücke 20 Minuten lang in Trypanblau (0,05 % w/v) in Lactoglycerin gelegt. Schließlich wurde die Gitterlinienschnittmethode von Giovannetti und Mosse für den quantifizierten Prozentsatz der Wurzelbesiedlung unter Lichtmikroskopie verwendet25.

Wir haben jeden Sämling nach Bestimmung des Frischgewichts in Spross und Wurzel unterteilt. Als nächstes verpackten wir die Triebe zur Bestimmung des Trockengewichts separat, bevor wir sie an der Luft trockneten. Abschließend haben wir alle Proben vor dem Wiegen in einem Ofen bei 65 °C bis zu einem konstanten Gewicht getrocknet.

Zur Bestimmung der photosynthetischen Pigmente (Chlorophyll- und Carotinoidgehalt) wurden 0,2 g frische Blattproben in Aceton (10 ml, 100 %) unter Verwendung einer Zentrifuge bei 4000 × g für 15 Minuten homogenisiert. Abschließend wurden die Pigmentkonzentrationen spektrophotometrisch nach der von Lichtenthaler26 vorgeschlagenen Methode bestimmt.

Um den Gesamtphenolgehalt zu messen, wurden 0,2 ml des Blattextrakts mit Folin-Ciocalteus Reagenz in Wasser (10 %, 2,5 ml) versetzt. Kurz gesagt, zwei Gramm des Pulvers der oberirdischen Pflanzenteile wurden 24 Stunden lang bei 25 °C in 10 ml 80 % Methanol extrahiert. Ein Aliquot von 500 µg der methanolischen Extraktlösungen wurde mit 5 ml zehnfach verdünntem Folin-Ciocalteu-Reagenz (1:10 Folin-Ciocalteu, destilliertes Wasser) und 4 ml 7,5 % Natriumcarbonat gemischt. Anschließend wurden die Proben 60 Minuten lang bei Raumtemperatur gehalten und die Absorptionsrate bei einer Wellenlänge von 760 nm mit einem Spektrophotometer (UV-160A UV-Visible Recording Spectrophotometer, Shimadzu, Tokio, Japan)27 gemessen.

Um die antioxidative Aktivität zu messen, wurden 0,2 ml Pflanzenextrakte in Methanol (80 %) hergestellt, bevor die 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH)-Lösung (0,1 mM, 5 ml) mit 200 μL gemischt wurde verdünnte Extrakte. Anschließend wurden die Proben 30 Minuten lang bei 25 °C im Dunkeln aufbewahrt. Die Absorptionsrate wurde bei 517 nm mit einem spektrophotometrischen Gerät gegen einen Blindwert gemessen, der die Methanollösung enthielt. Als Standardantioxidans wurde butyliertes Hydroxytoluol verwendet. Schließlich wurde die antioxidative Aktivität durch das Abfangen von DPPH mithilfe der folgenden Gleichung28 berechnet:

Die oberirdischen Teile (junge und reife Nadeln/Zweige) der Arizona-Zypressensämlinge (22 Monate alt) wurden eine Woche lang im Schatten bei Raumtemperatur (20 ± 2 °C) getrocknet, in kleine Stücke geschnitten und dann mit gemahlen eine Mixermühle. Der EO-Gehalt wurde mithilfe der Hydrodestillationsmethode unter Verwendung einer Clevenger-Apparatur für 3 Stunden gemäß der Beschreibung im polnischen Arzneibuch VI29 extrahiert. Das EO wurde über wasserfreiem Natriumsulfat (Na2SO4) getrocknet und bis zur Analyse in einem verschlossenen Fläschchen bei 0 °C gelagert. Der EO-Gehalt (%) wurde basierend auf der Trockenmasse nach der folgenden Gleichung berechnet:

Die EO-Zusammensetzung wurde mit dem Gaschromatographen Agilent 7890 mit einer HP-5MS-Kapillarsäule mit 5 % Phenylmethylsiloxan (30 m × 0,25 mm und einer Filmdicke von 0,25 μm) analysiert. Die Analysen wurden mit Helium als Trägergas in einem Aufteilungsverhältnis von 1:20 bei einer Flussrate von 2 mL min−1 durchgeführt. Die anfängliche Ofentemperatur wurde für 3 Minuten bei 60 °C optimiert und dann mit 3 °C pro Minute auf 120 °C erhöht, bevor sie mit 15 °C pro Minute auf 300 °C erhöht wurde. Die Injektortemperatur wurde bei 300 °C gehalten. Bei dieser Untersuchung kam der massenselektive Detektor 5975 C von Agilent zum Einsatz. Die Scanbedingungen umfassten 39–400 m/z, 200 °C und eine Elektronenionisation von 70 eV. Der Gaschromatograph (GC) war ein Shimadzu GC-17, ausgestattet mit einem FID-Detektor und einer Quarzglassäule (BP-5, 25 m × 0,22 mm, Filmdicke 0,25 mm). Die Betriebsbedingungen waren: Ofentemperatur 60–280 °C mit einer Geschwindigkeit von 8 °C/min; Injektortemperatur 280 °C, Teilungsverhältnis 1:10, mit dem Trägergas N2; Detektortemperatur 300 °C.

EO-Bestandteile wurden anhand von Retentionsindizes (RI) identifiziert. Die Kriterien wurden relativ zu einer homologen Reihe von n-Alkanen (C5–C24) unter den gleichen Betriebsbedingungen identifiziert. Eine weitere Identifizierung erfolgte durch Vergleich der Massenspektrenbibliothek der Verbindungen30.

Die Daten wurden als Mittelwert von drei unabhängigen Tests mit entsprechenden SD-Balken (Mittelwert ± SD) dargestellt. Die Daten wurden auf Normalität überprüft und bei Bedarf wurde vor der Analyse eine Log-Transformation durchgeführt. Anschließend wurden die Daten einer Drei-Wege-ANOVA-Analyse unterzogen. Als nächstes wurde der LSD-Test (Least Significant Difference) verwendet, um spezifische Unterschiede festzustellen. Dass die Ergebnisse des Mittelwertvergleichs nur für die Merkmale mit statistisch signifikanten Auswirkungen experimenteller Faktoren dargestellt wurden. ANOVA wurde mit SAS-Software (SAS Institute, Cary, NC, USA, 1990) durchgeführt. Die Hauptkomponentenanalyse (PCA) wurde verwendet, um die Anzahl der an Arizona-Zypressen gemessenen Variablen zu reduzieren und die multivariate Kolinearität zwischen den Merkmalen und Elementen zu messen, was mit StatGraphics (Version 9) durchgeführt wurde.

Die Wurzelbesiedlung durch AMF nahm im S-Zustand im Vergleich zur N-Behandlung deutlich ab. Interessanterweise nahm die Wurzelbesiedlung durch Ps zu, unabhängig vom Bewässerungssystem (Tabelle 3). Die höchste Wurzelbesiedlung entfiel auf die Mischung aus zwei AMF-Arten (54,7 %) in Gegenwart von Ps im N-Zustand, und die niedrigste (19,4 %) (unabhängig von der nicht inokulierten Behandlung) gehörte zur Behandlung von RI-Arten in S Zustand (Tabelle 3). Auf keiner der Nicht-Mykorrhiza-Kontrollpflanzen wurde eine Pilzbesiedlung beobachtet (Tabelle 3).

Die Biomasse von Arizona-Zypressensämlingen (Trockengewicht von Trieben und Wurzeln) wurde durch die AMF-Inokulation, die Ps-Inokulation, den Bewässerungsgrad und deren Wechselwirkungen erheblich beeinflusst (Tabelle 2). Insbesondere wurde die Biomasse der Sämlinge durch die S-Bedingungen im Vergleich zu den N-Bedingungen negativ beeinflusst. Im Gegensatz dazu stieg die Keimlingsbiomasse von Pflanzen, die mit der AMF-Art geimpft wurden, unter den S-Bedingungen im Vergleich zu den nicht inokulierten Kontrollen signifikant an (Tabelle 3). Darüber hinaus wurde unter den N-Bedingungen die größte Keimlingsbiomasse als Reaktion auf die Co-Inokulation mit Ps und Mix gefunden. Die Ergebnisse zeigten deutlich, dass die gleichzeitige Inokulation von Sämlingen mit AMF und Ps die Wachstumsleistung von Arizona-Zypressen deutlich verbesserte (Tabelle 3).

Unter dem S-Regime nahmen Chlorophyll und Carotinoide ab, während in den Blättern inokulierter Sämlinge im Vergleich zu nicht inokulierten Pflanzen ein Anstieg von Chlorophyll und Carotinoiden beobachtet wurde (Abb. 1 und 2). Die mit FM und Mix inokulierten Arizona-Zypressensämlinge erhöhten den Chlorophyllgehalt unter S-Bedingungen im Vergleich zu den nicht inokulierten Kontrollpflanzen (Abb. 1). Bei Sämlingen, die S ausgesetzt waren, führte die AMF-Kolonisierung durch FM zur Aufrechterhaltung eines viel höheren Chlorophyllgehalts als bei nicht inokulierten Sämlingen (Abb. 1). Unter S-Bedingungen erhöhte die gleichzeitige Inokulation von AMF mit Ps den Carotinoidgehalt von Sämlingen der Arizona-Zypresse im Vergleich zu den nicht inokulierten Kontrollpflanzen signifikant (Abb. 2). Insbesondere die gemeinsame Impfung mit FM und Ps erwies sich als wirksamer bei der Verbesserung des Carotinoidgehalts als andere Behandlungen im S-Regime (Abb. 2).

Wechselwirkungen des Bewässerungssystems × Mykorrhiza auf den Chlorophyllgehalt von Arizona-Zypressensämlingen. N gut bewässert (100 % Feldkapazität), S Wasserstress (50 % Feldkapazität), RI Rhizophagus unregelmäßigis, FM Funneliformis mosseae; Mischung: R. unregelmäßigis–F. Mosseae-Mischung; C: Nicht inokulierte Pflanzen.

Wechselwirkungen des Bewässerungssystems × Mykorrhiza × Rhizobakterium auf den Carotinoidgehalt von Arizona-Zypressensämlingen. N gut bewässert (100 % Feldkapazität); S: Wasserstress (50 % Feldkapazität); RI Rhizophagus unregelmäßigis, FM Funneliformis mosseae; Mischen Sie R. unregelmäßigis–F. Mosseae-Mischung, C nicht inokulierte Pflanzen, Ps Pseudomonas fluorescens.

Der Gesamtphenolgehalt (Phe) von Arizona-Zypressensämlingen nahm unter dem S-Regime im Vergleich zum N-Regime signifikant ab, und ein ähnlicher Trend wurde auch für die antioxidative Aktivität beobachtet (Tabelle 3). Unabhängig vom Bewässerungssystem wurde der niedrigste Phe-Gehalt in nicht beimpften Pflanzen festgestellt. Darüber hinaus erhöhte die Co-Inokulation aller AMF-Arten mit P. fluorescens die Phe-Mengen im Vergleich zu Einzelimpfungen signifikant (Tabelle 3).

Die antioxidative Aktivität wurde durch Bewässerungssysteme und AMF-Inokulation erheblich beeinflusst (Tabelle 2). Eine höhere antioxidative Aktivität wurde bei mit FM und Ps beimpften Sämlingen im Vergleich zu nicht beimpften Kontrollen unabhängig von den Bewässerungsregimen erzielt (Tabelle 3). Weder die RI- noch die Mix-Inokulation waren nützlich, um die Auswirkungen von S im Hinblick auf die Erhöhung der antioxidativen Aktivität abzuschwächen. Co-inokulierte Pflanzen mit FM und Ps zeigten die höchste antioxidative Aktivität, was auf synergistische Wirkungen von FM und Ps auf diese Eigenschaft schließen lässt (Tabelle 3).

Die EO-Ausbeute zeigte bei verschiedenen Behandlungen geringe Schwankungen. Sie reichte von 0,29 % bei nicht inokulierten Kontrollpflanzen bis zu 0,46 % bei allein mit F. mosseae inokulierten Sämlingen unter dem Wasserdefizitregime. Unter dem N-Regime wurden die niedrigsten und höchsten EO-Gehalte in nicht inokulierten Kontrollpflanzen (0,33 %) und bei der Behandlung von R. unregelmäßigis–F festgestellt. Mosseae-Mischung mit P. fluorescens-Inokulation (0,44 %) (Tabelle 4).

Als Hauptbestandteile im EO-Profil der Arizona-Zypresse wurden 23 Verbindungen identifiziert, darunter die vier Bestandteile Limonen (15–17,9 %), a-Pinen (12,8–15,8 %), Terpinen-4-ol (6,6–8,3 %). %) und Umbellulon (6,9–8,3 %) wurden als die wichtigsten identifiziert. Während verschiedene Arten von Mikroorganismen unterschiedliche Auswirkungen auf jede dieser Verbindungen hatten, gehörten unter den AMF-Arten die höchsten Mengen an Limonen und a-Pinen zur Mix-Inokulation unter den S-Regimen (Tabelle 4). Co-inokulierte Pflanzen mit Mix und Ps verzeichneten unter den S-Regimen höhere Mengen an Terpinen-4-ol und Umbellulon. Die Menge einiger Komponenten stieg in nicht inokulierten Pflanzen unter N-Regimen eher an als unter S-Regimen. Beispielsweise stiegen α-Thuje, Camphen, γ-Curcumen und Cedrol unter dem N-Regime im Vergleich zu S-Regime. Im Gegensatz dazu wurden einige Komponenten reduziert, wenn die Sämlinge nicht unter den N-Regimen statt unter den S-Regimen inokuliert wurden. Die höchsten Mengen an p-Cymol und Germacren D stammten aus der Behandlung von RI (3,9 %) bzw. der Co-Inokulation von RI mit Ps (4,8 %). Sabinen und Terpinolen verzeichneten die höchsten Mengen bei den mit Ps geimpften Personen. Die Produktion von Terpinolen und Umbellulon nahm in nicht inokulierten Pflanzen ab. Es zeigt, dass die Anwendung nützlicher Mikroorganismen die Produktion einiger spezieller EO-Zusammensetzungen stimulieren konnte (Tabelle 4).

Eine PCA-Analyse wurde durchgeführt, um die multivariate Kolinearität zwischen den Merkmalen zu messen, die angewendeten Behandlungen zu gruppieren und die besten Behandlungen hinsichtlich verschiedener Merkmale auszuwählen. Die Triplot-Ergebnisse zeigen, dass die drei Hauptkomponenten 80,25 % der Variabilität erklärten (Abb. 3). PC1 wies für alle Merkmale positive Koeffizienten auf, mit Ausnahme von DPPH, Phe, Carotinoid (Car) und EO. Es scheint, dass dieser PC als Morphologie und Chlorophyllindex betrachtet werden könnte. Im Gegensatz dazu hatte PC2 positive Koeffizienten für DPPH und Phe und PC3 hatten einen hohen positiven Koeffizienten für Car. Daher sind diese beiden letztgenannten Komponenten repräsentativer für die Indizes der antioxidativen Eigenschaften.

Eine Hauptkomponentenanalyse (PCA) wurde an Merkmalen von Arizona-Zypressen durchgeführt, die mit Rhizophagus unregelmäßigis, Funneliformis mosseae und einer Mischung beider Arten mit und ohne Pseudomonas fluorescens-Inokulation inokuliert wurden. N gut bewässert (100 % Feldkapazität), S: Wasserstress (50 % Feldkapazität), RI Rhizophagus unregelmäßigis, FM Funneliformis mosseae, Mischung R. unregelmäßigis–F. Mosseae-Mischung, + Pseudomonas fluorescens-Inokulation, − ohne Pseudomonas fluorescens-Inokulation, C nicht inokulierte Pflanzen, Hi: Pflanzenhöhe, FWS-Spross-Frischgewicht, DWS-Spross-Trockengewicht, DWR-Wurzel-Trockengewicht, EO-Gehalt an ätherischen Ölen, Phe-Gesamtphenolgehalt, Klonwurzelbesiedlung, Chla-Chlorophyll a, Chlb-Chlorophyll b, Chlab-Gesamtchlorophyll, Car-Carotinoide.

Dem Triplot-Diagramm zufolge hatten die Wachstumsparameter der Sämlinge eine hohe und positive Korrelation mit dem Prozentsatz der Wurzelbesiedlung durch beide AMF-Arten. Während EO eine negative Korrelation mit allen Merkmalen aufwies, einschließlich der Kolonisierungsrate. Auch die antioxidative Kapazität von Sämlingsextrakten wurde nicht durch den EO-Gehalt und die AMF-Besiedlung beeinflusst (Abb. 3).

Das Triplot zeigt deutlich, dass alle Behandlungen unter Wasserstress (S) vollständig von denen unter gut bewässerten Behandlungen (N) getrennt waren, was auf die stark diskriminierende Wirkung von Bewässerungssystemen gegenüber mikrobiellen Impfungen hinweist. Die Kombination von Bewässerungssystemen und mikrobiellen Behandlungen zeigte eine Ausbreitung in allen Dimensionen. In den N-Zonen, in denen die PC1-Werte stark positiv sind, sind MixN− und RiN− die besten Behandlungen hinsichtlich eines höheren Keimlingswachstums, während in den S-Zonen, in denen die PC1-Werte negativ sind, FMS+ und FMS− die besten Behandlungen hinsichtlich höherer PC2-Werte und Antioxidantien waren Aktivität. Daher scheint es, dass die AMF-Impfung nach dem Wasserdefizit einen höheren Unterscheidungswert gegenüber der Ps-Impfung hat. Wie im Triplot beobachtet, sind CS+ und CS− beide die schwächsten Behandlungen, die vollständig von den anderen Behandlungen getrennt sind (Abb. 3).

In unserer Studie wurde ein hochsignifikanter Effekt der AMF-Kolonisierung bei Sämlingen beobachtet, die gleichzeitig mit AMF und Ps beimpft wurden, im Vergleich zu Sämlingen, die nur mit AMF beimpft wurden. Die Ergebnisse bestätigten frühere Ergebnisse anderer Forscher, die über eine höhere AMF-Kolonisierung in co-inokulierten Pflanzen im Vergleich zur Einzelinokulation berichteten13,20,31,32. Diese Beobachtung könnte auf das Vorhandensein von PGPR zurückgeführt werden, das möglicherweise als „Mykorrhiza-Helferbakterium“ fungiert und dadurch zu einer besseren Etablierung von Mykorrhizen in der Wirtswurzel und einer besseren Funktion der Mykorrhizen führt32,33.

Die Ergebnisse zeigten, dass Sämlinge von Arizona-Zypressen, die mit verschiedenen AMF-Arten geimpft wurden, sowohl unter N- als auch unter S-Bedingungen einen höheren Chlorophyll- und Carotinoidgehalt aufweisen würden als nicht inokulierte Pflanzen. Unsere vorherige Studie hat auch gezeigt, dass verschiedene AMF-Arten den Gesamtgehalt an Chlorophyll und Carotinoid in Arizona-Zypressen erhöhten20. Terpenoide sind am Pflanzenwachstum, an der Entwicklung und an der Reaktion auf Umweltstress wie Dürre beteiligt12. Terpenoide sind auch an pflanzlichen Reaktionen gegen Krankheitserreger beteiligt34. Isoprenoid-Metaboliten wie Chlorophyll, Carotinoide und Terpenoide sind wichtig für die Akklimatisierung und adaptive Reaktion von Pflanzen auf Umweltstress‏35. In der vorliegenden Untersuchung könnten höhere Mengen an photosynthetischen Pigmenten in allen inokulierten Pflanzen im Vergleich zu Kontrollpflanzen der Schlüsselfaktor für die Verbesserung des Wachstums von Arizona-Zypressen unter Wasserstressbedingungen sein. Der Carotinoidgehalt kann auch die antioxidative Kapazität von Sämlingen verbessern, die unter Wasserstressbedingungen wachsen.

In diesem Experiment stiegen die antioxidativen Aktivitäten in den mit AMF inokulierten Sämlingen an, was durch das Vorhandensein hoher Phenolgehalte erklärt werden kann, die für ihre starke antioxidative Aktivität bekannt sind36. Die AMF-Inokulation hatte im Vergleich zur Ps-Inokulation auch einen viel stärkeren Effekt auf die antioxidative Kapazität. Die gleichzeitige Inokulation mit AMF und Ps erhöhte jedoch die antioxidativen Eigenschaften. Eftekhari et al. berichteten über einen Anstieg des Phe als Folge der Inokulation mit AMF bei Vitis vinifera37. Mechri et al. zeigten ebenfalls einen ähnlichen Trend und zeigten, dass der Phe in Olivenbäumen anstieg, wenn Pflanzen mit Mykorrhiza-Arten beimpft wurden38. Dutta und Neog berichteten, dass die gleichzeitige Inokulation von Curcuma longa L. mit AMF und PGPR einen höheren Phe-Gehalt lieferte als nicht inokulierte Pflanzen31. AMF könnte Phenylalanin-Ammoniak-Lyase anreichern, das Schlüsselenzym für die Biosynthese phenolischer Verbindungen39.

In dieser Studie wurde der EO-Gehalt der Sämlinge durch die AMF- und/oder Ps-Kolonisierung nicht beeinflusst. Es könnte aus einer kurzen Zeit stammen, als die Sämlinge unter dem Einfluss von Impfungen standen. Es scheint auch, dass die Behandlung von Wasserstress in dieser Hinsicht die mikrobiellen Impfungen dominierte. Allerdings wurde berichtet, dass die Wechselwirkung nützlicher Mikroorganismen mit Heilpflanzen ein wichtiger Faktor ist, der Pflanzen dabei hilft, sich vor Stress zu schützen40. Urcoviche et al. fanden heraus, dass der EO-Gehalt von mit AMF beimpften Mentha Crispa L. im Vergleich zu nicht beimpften Pflanzen von 0,2 % auf 0,98 % anstieg41. Fokom et al. in derselben Pflanze berichteten, dass die Inokulation mit G. etunicatum im Vergleich zu nicht inokulierten Pflanzen den höchsten EO-Gehalt aufwies16.

EO wird in den Blattstrukturen von Heilpflanzen, den so genannten Peltatdrüsen42, produziert und gespeichert. Mit AMF inokulierte Pflanzen könnten die Anzahl der Peltat-Trichome in Heilpflanzen verändern und einige EO-Komponenten verbessern43. Außerdem könnten einige Mikroorganismen aufgrund der Veränderung der Pflanzenhormone die EO-Konzentration verändern. Es wurde beispielsweise vorgeschlagen, dass Gibberelline und Zytokine an der Veränderung der EO-Konzentrationen beteiligt sind44,45.

Rahimzadeh und Pirzad berichteten auch, dass bei gleichzeitig mit Mykorrhiza und PGPR inokulierten Pflanzen höhere Öl- und Schleimgehalte von Leinsamenpflanzen (Linum usitatissimum L.) erzielt wurden als bei nicht inokulierten Pflanzen, was auf synergistische Wirkungen von AMF und PGPR schließen lässt13. Die Mechanismen hinter den Auswirkungen nützlicher Mikroorganismen auf EO-Komponenten sind jedoch nicht klar, aber wahrscheinlich hängt dies mit der besseren Absorption von Nährstoffen zusammen15.

Die vorliegende Studie zeigt, dass in allen Behandlungen Limonen, a-Pinen, Terpinen-4-ol und Umbellulon die Hauptbestandteile waren. Der Einfluss der mikrobiellen Inokulation auf die EO-Zusammensetzung der Arizona-Zypresse variierte je nach den verschiedenen Mikroorganismen. Beispielsweise gehörten die höchsten Mengen an Terpinen-4-ol und Umbellulon zu den co-inokulierten Pflanzen mit gemischten AMF-Stämmen und Ps unter Wasserstressbedingungen (Tabelle 4). Eine Gewächshausstudie an Thymus daenensis zeigte ebenfalls eine Erhöhung der Thymolkonzentration, wenn Pflanzen mit einer Mischung aus G. mosseae und P. fluorescens inokuliert wurden46. Synergistische Wirkungen von drei verschiedenen AMF, darunter Glomus, Gigaspora, Acaulospora sp. mit drei PGPR; Bacillus megaterium, Azospirillum amazonense und Azotobacter sp.; zeigte auch einen Anstieg des Flavonoid-, Phenol- und Curcumingehalts in Curcuma longa31. Vafadar et al. fanden heraus, dass die Anwendung von G. intraradices in Kombination mit Bacillus polymixa oder/und Pseudomonas putida den Steviosidgehalt im Vergleich zu einfach inokulierten oder nicht inokulierten Pflanzen erhöhte47. In unserer Studie war die Wirkung der Wasserstressbehandlung jedoch ausgeprägter, da sich A-Pinen und Umbellulon nach der Wasserstressbehandlung stärker anreicherten.

Wahrscheinlich sind die Auswirkungen nützlicher Mikroorganismen auf die EO-Zusammensetzung auf Veränderungen in der EO-Biosynthese zurückzuführen15. Die ätherischen Öle werden auf zwei verschiedenen biochemischen Wegen synthetisiert; Phenylpropanoide stammen aus dem Shikimisäure-Weg und Isoprenoide/Terpenoide aus dem 2-C-Methyl-d-erythritol-4-phosphat-Weg. Somit wären Änderungen in der EO-Zusammensetzung auf die Auswirkungen von Mikroorganismen auf die Produkte beider Wege zurückzuführen48.

Mikroorganismen können den Ernährungszustand von Pflanzen verbessern, wenn das Bodenwasser begrenzt ist, indem sie die Aufnahme von Stickstoff (N), Phosphor (P) und anderen Nährstoffen erhöhen, die den EO-Gehalt und ihre spezifischen Verbindungen in aromatischen Pflanzen erhöhen können49,50. Beispielsweise spielt N eine entscheidende Rolle bei der Synthese vieler natürlicher Pflanzenbestandteile wie Aminosäuren und Enzyme, die eine Schlüsselrolle bei der Biosynthese der EO-Zusammensetzung spielen50. Außerdem benötigen Heilpflanzen Acetyl-CoA, ATP und NADPH für die Biosynthese von Terpenoiden, und die Verfügbarkeit dieser Coenzyme hängt von der P-Konzentration ab; Daher trägt die Verbesserung der Phosphoraufnahme durch Pflanzen dazu bei, die Produktion ätherischer Öle zu steigern51.

Zusammenfassend lieferte diese Studie klare Beweise dafür, dass die Arizona-Zypressensämlinge von Wasserstress und mikrobiellen Erregern (AMF und Ps) betroffen waren; Die Wirkungsreihenfolge war jedoch wie folgt: S > AMF > PS. Darüber hinaus führte die Wechselwirkung von Arizona-Zypressen sowohl mit AMF als auch mit Ps bei der Co-Inokulation nicht zu einer verbesserten Pflanzenbiomasse und ätherischen Ölzusammensetzung im Vergleich zu Personen, die nur mit AMF geimpft wurden. Es scheint, dass AMF allein die Neuprogrammierung vieler Stoffwechselprodukte wie Phenolverbindungen und DPPH in Arizona-Zypressen induzieren könnte, was zu einer höheren Biomasse und einer verstärkten antioxidativen Aktivität führt; Diese beiden Merkmale korrelieren jedoch möglicherweise nicht miteinander und sind AMF-impfungsspezifisch. Der Einsatz dieser nützlichen Mikroorganismen unter Wasserstressbedingungen stellt eine nützliche Option für eine erhöhte Toleranz gegenüber Wasserstress und ein höheres Pflanzenwachstum und eine höhere Metabolitenakkumulation dar.

Alle im Rahmen dieser Studie generierten und analysierten Daten sind in diesem Dokument enthalten.

Arbuskuläre Mykorrhizapilze

Pflanzenwachstum fördernde Rhizobakterien

Varianzanalyse

Ätherisches Öl

Wasserstress

Rhizophagus unregelmäßigis

Funneliformis mosseae

R. unregelmäßigis–F. Mosseae-Mischung

Pseudomonas fluorescens

Normale Bewässerung (gut bewässert)

Hauptkomponentenanalyse

Gesamtphenolgehalt

2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl

Vuksani, G., Cristiano, G. & De Lucia, B. Vermehrung von Arizona-Zypressen durch Pfropfen: Eine Fallstudie in Albanien. Univ. J. Agrar. Res. 6, 209–213. https://doi.org/10.13189/search.2018.060603 (2018).

Artikel Google Scholar

Hassanpouraghdam, MB α-Pinen- und β-Myrcen-reiches flüchtiges Fruchtöl von Cupressus arizonica Greene aus dem Nordwesten des Iran. Nat. Prod. Res. 25(6), 634–639. https://doi.org/10.1080/14786419.2010.531479 (2011).

Artikel CAS Google Scholar

Cheraif, I., Jannet, HB, Hammami, M., Khouja, ML & Mighri, Z. Chemische Zusammensetzung und antimikrobielle Aktivität ätherischer Öle von Cupressus arizonica Greene. Biochem. Syst. Ökologisch. 35, 813–820. https://doi.org/10.1016/j.bse.2007.05.009 (2007).

Artikel CAS Google Scholar

Ali, A. et al. Zusammensetzung, mückenlarvizide, stichabschreckende und antimykotische Wirkung ätherischer Öle verschiedener Pflanzenteile von Cupressus arizonica var glabra („Carolina Sapphire“). Nat. Prod. Komm. 8, 257–260. https://doi.org/10.1177/1934578X1300800232 (2013).

Artikel CAS Google Scholar

Sedaghat, MM et al. Chemische Zusammensetzung und larvizide Wirkung des ätherischen Öls von Cupressus arizonica EL Greene gegen den Malariaüberträger Anopheles stephensi Liston (Diptera: Culicidae). Pharm. Res. 3, 135–139. https://doi.org/10.4103/0974-8490.81962 (2011).

Artikel CAS Google Scholar

Aalipour, H., Nikbakht, A., Ghasemi, M. & Amiri, R. Morphophysiologische und biochemische Reaktionen zweier Rasengrasarten auf arbuskuläre Mykorrhizapilze und Huminsäure unter Wasserstressbedingungen. J. Bodenwissenschaft. Pflanzennähr. 20, 566–576. https://doi.org/10.1007/s42729-019-00146-4 (2020).

Artikel CAS Google Scholar

Shirinbayan, S., Khosravi, H. & Malakouti, MJ Linderung von Trockenstress bei Mais (Zea mays) durch Inokulation mit Azotobacter-Stämmen, die aus semiariden Regionen isoliert wurden. Appl. Bodenöko. 133, 138–145. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2018.09.015 (2019).

Artikel Google Scholar

Mandoulakani, BA, Eyvazpour, E. & Ghadimzadeh, M. Die Auswirkung von Trockenstress auf die Expression von Schlüsselgenen, die an der Biosynthese von Phenylpropanoiden und ätherischen Ölkomponenten in Basilikum (Ocimum Basilicum L.) beteiligt sind. Phytochemie 139, 1–7. https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2017.03.006 (2017).

Artikel CAS Google Scholar

Morshedloo, MR et al. Einfluss von anhaltendem Wasserstress auf den Gehalt an ätherischen Ölen, Zusammensetzungen und Genexpressionsmuster der Mono- und Sesquiterpensynthese in zwei Unterarten von Oregano (Origanum vulgare L.). Pflanzenphysiologie. Biochem. 111, 119–128. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2016.11.023 (2017).

Artikel CAS Google Scholar

Esmaeil Zade, NS, Sadeghi, A. & Moradi, P. Streptomyces-Stämme lindern Wasserstress und erhöhen den Ertrag an Pfefferminze (Mentha piperita) und ätherischen Ölen. Pflanzenerde 434, 441–452. https://doi.org/10.1007/s11104-018-3862-8 (2019).

Artikel CAS Google Scholar

Radwan, A., Kleinwächter, M. & Selmar, D. Einfluss von Trockenstress auf den spezialisierten Stoffwechsel: Biosynthese und Expression von Monoterpen-Synthasen in Salbei (Salvia officinalis). Phytochemie 141, 20–26. https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2017.05.005 (2017).

Artikel CAS Google Scholar

Amiri, R., Nikbakht, A., Rahimmalek, M. & Hosseini, H. Variation in der Zusammensetzung des ätherischen Öls, der antioxidativen Kapazität und den physiologischen Eigenschaften von Pelargoniumgraveolens L., das unter Wassermangelbedingungen mit zwei Arten von Mykorrhizapilzen inokuliert wurde. J. Pflanzenwachstumsreg. 36, 502–515. https://doi.org/10.1007/s00344-016-9659-1 (2017).

Artikel CAS Google Scholar

Rahimzadeh, S. & Pirzad, A. Die gleichzeitige Inokulation von Pseudomonas und Mykorrhizapilzen verändert die Samenqualität von Flachs unter verschiedenen Wasserversorgungsbedingungen. Ind. Ernte. Prod. 129, 518–524. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2018.12.038 (2019).

Artikel CAS Google Scholar

Weisany, W., Raei, Y. & Ghassemi-Golezani, K. Funneliformis mosseae verändert den Gehalt an ätherischen Samenölen und die Zusammensetzung von Dill in Zwischenkulturen mit gewöhnlichen Bohnen. Ind. Ernte. Prod. 79, 29–38. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2015.10.041 (2016).

Artikel CAS Google Scholar

Karagiannidis, N., Thomidis, T., Lazari, D., Panou-Filotheoua, E. & Karagiannidoua, C. Wirkung von drei griechischen arbuskulären Mykorrhizapilzen bei der Verbesserung des Wachstums, der Nährstoffkonzentration und der Produktion ätherischer Öle von Oregano und Minze Pflanzen. Wissenschaft. Hortisch. 129, 329–334. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2011.03.043 (2011).

Artikel CAS Google Scholar

Fokom, R. et al. Wachstum, ätherischer Ölgehalt, chemische Zusammensetzung und antioxidative Eigenschaften von Zitronengras, beeinflusst durch Erntezeit und arbuskuläre Mykorrhizapilze unter Feldbedingungen. Ind. Ernte. Prod. 138, 1–12. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2019.111477 (2019).

Artikel CAS Google Scholar

Li, T. Arbuskuläre Mykorrhizapilze: Evolution und Funktionen bei der Linderung von Pflanzentrockenstress. In Modern Tools and Techniques to Understand Microbes (Hrsg. Varma, A. & Sharma, AK) 285–295 (Springer International Publishing, 2017).

Kapitel Google Scholar

Barnawal, D., Singh, R. & Singh, RP Rolle von das Pflanzenwachstum fördernden Rhizobakterien bei der Dürretoleranz: Regulierung von Wachstumshormonen und Osmolyten. In PGPR Amelioration in Sustainable Agriculture 107–128 (Woodhead Publishing, 2019).

Kapitel Google Scholar

Rincón, A. et al. Besiedlung von Pinus halepensis-Wurzeln durch Pseudomonas fluorescens und Interaktion mit dem Ektomykorrhizapilz Suillus granulatus. FEMS Mikrobiol. Ökologisch. 51, 303–311. https://doi.org/10.1016/j.femsec.2004.09.006 (2005).

Artikel CAS Google Scholar

Aalipour, H., Nikbakht, A. & Etemadi, N. Co-Inokulation von Arizona-Zypressen mit arbuskulären Mykorrhizapilzen und Pseudomonas fluorescens unter Kraftstoffverschmutzung. Mykorrhiza 29, 277–289. https://doi.org/10.1007/s00572-019-00888-0 (2019).

Artikel CAS Google Scholar

Nadeem, SM, Ahmad, M., Zahir, ZA, Javaid, A. & Ashraf, M. Die Rolle von Mykorrhizen und pflanzenwachstumsfördernden Rhizobakterien (PGPR) bei der Verbesserung der Pflanzenproduktivität in stressigen Umgebungen. Biotechnologie. Adv. 32, 429–448. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2013.12.005 (2013).

Artikel Google Scholar

Hemashenpagam, N. & Selvaraj, T. Wirkung von arbuskulären Mykorrhizapilzen (AM) und pflanzenwachstumsfördernden Rhizo-Mikroorganismen (PGPRs) auf Heilpflanzensämlinge von Solanum viarum. J. Umgebung. Biol. 32, 579. https://doi.org/10.3389/fpls.2013.00356 (2011).

Artikel CAS Google Scholar

Alam, M. et al. Synergistische Wirkung von arbuskulären Mykorrhizapilzen und Bacillus subtilis auf die Biomasse und den ätherischen Ölertrag von Rosengeranien (Pelargonium Graveolens). Bogen. Agron. Bodenwissenschaft. 57, 889–898. https://doi.org/10.1080/03650340.2010.498013 (2011).

Artikel Google Scholar

Singh, S. et al. Bewertung des Potenzials einer kombinierten Inokulation von Trichoderma harzianum und Brevibacterium halotolerans zur Steigerung des Wachstums und der Ölausbeute bei Mentha arvensis unter Gewächshaus- und Feldbedingungen. Ind. Ernte. Prod. 131, 173–181. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2019.01.039 (2019).

Artikel CAS Google Scholar

Giovannetti, M. & Mosse, B. Eine Bewertung von Techniken zur Messung der vesikulären arbuskulären Mykorrhiza-Infektion in Wurzeln. Neues Phytol. 84, 489–500. https://doi.org/10.1111/j.14698137.1980.tb04556.x (1980).

Artikel Google Scholar

Lichtenthaler, HK Chlorophylle und Carotinoide: Pigmente photosynthetischer Biomembranen. Methoden Enzymol. 148, 350–382. https://doi.org/10.1016/0076-6879(87)48036-1 (1987).

Artikel CAS Google Scholar

Hayouni, EA, Abedrabba, M., Bouix, M. & Hamdi, M. Die Auswirkungen von Lösungsmitteln und Extraktionsverfahren auf den Phenolgehalt und die biologischen Aktivitäten in vitro von tunesischen Quercus coccifera L.- und Juniperus phoenicea L.-Fruchtextrakten. Lebensmittelchem. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2007.02.010 (2007).

Artikel Google Scholar

Braca, A., Sortino, C., Politi, M., Morelli, I. & Mendez, J. Antioxidative Aktivität von Flavonoiden aus Licania licaniaeflora. J. Ethnopharmacol. 79, 379–381. https://doi.org/10.1016/S0378-8741(01)00413-5 (2002).

Artikel CAS Google Scholar

Polnisches Arzneibuch VI, PTFarm (2002).

Adams, RP Identifizierung ätherischer Ölkomponenten durch Gaschromatographie/Massenspektrometrie 4. Aufl. (Allured Publishing Corporation, 2007).

Google Scholar

Dutta, SC & Neog, B. Ansammlung von Sekundärmetaboliten als Reaktion auf die antioxidative Aktivität von Kurkuma-Rhizomen, die mit einheimischen arbuskulären Mykorrhiza-Pilzen und pflanzenwachstumsfördernden Rhizobakterien koinokuliert wurden. Wissenschaft. Hortisch. 204, 179–184. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2016.03.028 (2016).

Artikel CAS Google Scholar

Visen, A. et al. Zwei Pseudomonadenstämme erleichtern die AMF-Mykorrhisierung von Litschi (Litchi chinensis Sonn.) und verbessern die Phosphoraufnahme. Rhizosphäre 3, 196–202. https://doi.org/10.1016/j.rhisph.2017.04.006 (2017).

Artikel Google Scholar

Garbaye, J. Helferbakterien: Eine neue Dimension der Mykorrhiza-Symbiose. Neues Phytol. 128, 197–210. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.1994.tb04003.x (1994).

Artikel CAS Google Scholar

Toffolatti, SL et al. Rolle von Terpenen bei der Pflanzenabwehr gegen biotischen Stress. Zweite Biokontrollmittel. Metab. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-822919-4.00016-8 (2021).

Artikel Google Scholar

Gupta, R. Agrotechnologie von Heilpflanzen. In The Medicinal Plant Industry 43–58 (Routledge, 2017).

Kapitel Google Scholar

Sadeghi, Z., Valizadeh, J., Shermeh, OA & Akaberi, M. Antioxidative Aktivität und Gesamtphenolgehalt von Boerhavia elegans (Wahlkraut), angebaut in Belutschistan, Iran. Avicenna J. Phytomed. 5, 1–9. https://doi.org/10.22038/AJP.2014.3415 (2015).

Artikel CAS Google Scholar

Eftekhari, M., Alizadeh, M. & Ebrahimi, P. Bewertung des Gesamtgehalts an Phenolen und Quercetin im Laub von Mykorrhiza-Rebsorten (Vitis vinifera L.) und Auswirkung der Trocknung nach der Ernte auf den Quercetin-Ertrag. Ind. Ernte. Prod. 38, 160–165. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2012.01.022 (2012).

Artikel CAS Google Scholar

Mechria, B., Tekayaa, M., Chehebb, H., Attia, F. & Hammamia, M. Anreicherung von Flavonoiden und Phenolverbindungen in Olivenbaumwurzeln als Reaktion auf Mykorrhiza-Besiedlung: Ein möglicher Mechanismus zur Regulierung von Abwehrmolekülen. J. Pflanzenphysiologie. 185, 40–43. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2015.06.015 (2015).

Artikel CAS Google Scholar

Harrison, MJ & Dixon, RA Räumliche Muster der Expression von Flavonoid-/Isoflavonoid-Signalweg-Genen während Interaktionen zwischen Wurzeln von Medicago truncatula und dem Mykorrhizapilz Glomus versiforme. Werk J. 6, 9–20. https://doi.org/10.1046/j.1365-313X.1994.6010009.x (1994).

Artikel CAS Google Scholar

Lum, MR & Hirsch, AM Wurzeln und ihre symbiotischen Mikroben: Strategien zur Gewinnung von Stickstoff und Phosphor in einer nährstofflimitierenden Umgebung. J. Pflanzenwachstumsreg. 21, 368–382. https://doi.org/10.1007/s00344-003-0003-1 (2003).

Artikel CAS Google Scholar

Urcoviche, RC, Gazim, ZC, Dragunski, DC, Barcellos, FG & Alberton, O. Pflanzenwachstum und ätherischer Ölgehalt von Mentha Crispa, geimpft mit arbuskulären Mykorrhizapilzen, unter verschiedenen Phosphorgehalten. Ind. Ernte. Prod. 67, 103–107. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2015.01.016 (2015).

Artikel CAS Google Scholar

Turner, GW, Gershenzon, J. & Croteau, RB Verteilung von Peltatdrüsentrichomen auf sich entwickelnden Blättern von Pfefferminze. Pflanzenphysiologie. https://doi.org/10.1104/pp.124.2.655 (2000).

Artikel Google Scholar

Copetta, A., Lingua, G. & Berta, G. Auswirkungen von drei AM-Pilzen auf das Wachstum, die Verteilung der Drüsenhaare und die Produktion ätherischer Öle in Ocimum basilicum L. var. Genovese. Mykorrhiza https://doi.org/10.1007/s00572-006-0065-6 (2006).

Artikel Google Scholar

Torelli, A. et al. IAA- und ZR-Gehalt in Lauch (Allium porrum L.), beeinflusst durch P-Ernährung und arbuskuläre Mykorrhiza, im Zusammenhang mit der Pflanzenentwicklung. Pflanzenerde https://doi.org/10.1023/A:1026430019738 (2000).

Artikel Google Scholar

Tarraf, W., Ruta, C., Tagarelli, A., De Cillis, F. & De Mastro, G. Einfluss arbuskulärer Mykorrhiza auf das Pflanzenwachstum, die Produktion ätherischer Öle und die Phosphoraufnahme von Salvia officinalis L. Ind. Crop. Prod. 102, 144–153. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2017.03.010 (2017).

Artikel CAS Google Scholar

Bahadori, F., Ashorabadi, ES, Mirza, M., Matinizade, M. & Abdosi, V. Verbessertes Wachstum, Ausbeute und Qualität ätherischer Öle bei Thymus daenensis Celak über die Mykorrhiza- und Pflanzenwachstumsförderung bei der Impfung mit Rhizobakterien. Int. J. Agron. Pflanzenprod. 4, 3384–3391 (2013).

Google Scholar

Vafadar, F., Amooaghaie, R. & Otroshy, M. Auswirkungen von pflanzenwachstumsfördernden Rhizobakterien und arbuskulären Mykorrhizapilzen auf Pflanzenwachstum, Steviosid, NPK und Chlorophyllgehalt von Stevia rebaudiana. J. Pflanzeninteraktion. 9, 128–136. https://doi.org/10.1080/17429145.2013.779035 (2014).

Artikel CAS Google Scholar

Thokchom, SD, Gupta, S. & Kapoor, R. Arbuskuläre Mykorrhiza verstärkt die ätherische Ölzusammensetzung und die antioxidativen Eigenschaften von Ocimum tenuiflorum L. Ein beliebter Zusatzstoff für grünen Tee. Ind. Ernte. Prod. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2020.112418 (2020).

Artikel Google Scholar

Glick, BR Die Verbesserung des Pflanzenwachstums durch frei lebende Bakterien. Dürfen. J. Mikrobiol. https://doi.org/10.1139/m95-015 (1995).

Artikel Google Scholar

Sammak, AS, Anvari, M., Matinizadeh, M. & Mirza, M. Die synergistische Wirkung von arbuskulären Mykorrhizapilzen und Pseudomonas fluorescens auf das Wachstum und die qualitative und quantitative Ausbeute des ätherischen Öls Thymus kotschyanus. J. Essent. Ölbär. Pflanzen https://doi.org/10.1080/0972060X.2020.1804467 (2020).

Artikel Google Scholar

Del Rosario Cappellari, L., Chiappero, J., Santoro, MV, Giordano, W. & Banchio, E. Induzieren der Phenolproduktion und Emission flüchtiger organischer Verbindungen durch Inokulation von Mentha piperita mit pflanzenwachstumsfördernden Rhizobakterien. Wissenschaft. Hortisch. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2017.04.002 (2017).

Artikel Google Scholar

Referenzen herunterladen

Abteilung für Gartenbau, Hochschule für Landwirtschaft, Technische Universität Isfahan, Isfahan, 84156-83111, Iran

Hamed Aalibour und Ali Nikbakht

Abteilung für Agronomie und Pflanzenzüchtung, Hochschule für Landwirtschaft, Technische Universität Isfahan, Isfahan, 84156-83111, Iran

Mohammad R. Sabzalian

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

HA-Konzeptualisierung, Methodik, Datenkuratierung, Schreiben – ursprüngliche Entwurfsvorbereitung. AN Überwachung, Visualisierung, Untersuchung. MRS-Software, Validierung, Schreiben – Überprüfen und Bearbeiten. Alle Autoren haben das Manuskript gelesen, korrigiert und genehmigt.

Korrespondenz mit Hamed Aalipour.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

Springer Nature bleibt neutral hinsichtlich der Zuständigkeitsansprüche in veröffentlichten Karten und institutionellen Zugehörigkeiten.

Open Access Dieser Artikel ist unter einer Creative Commons Attribution 4.0 International License lizenziert, die die Nutzung, Weitergabe, Anpassung, Verbreitung und Reproduktion in jedem Medium oder Format erlaubt, sofern Sie den/die Originalautor(en) und die Quelle angemessen angeben. Geben Sie einen Link zur Creative Commons-Lizenz an und geben Sie an, ob Änderungen vorgenommen wurden. Die Bilder oder anderes Material Dritter in diesem Artikel sind in der Creative Commons-Lizenz des Artikels enthalten, sofern in der Quellenangabe für das Material nichts anderes angegeben ist. Wenn Material nicht in der Creative-Commons-Lizenz des Artikels enthalten ist und Ihre beabsichtigte Nutzung nicht gesetzlich zulässig ist oder über die zulässige Nutzung hinausgeht, müssen Sie die Genehmigung direkt vom Urheberrechtsinhaber einholen. Um eine Kopie dieser Lizenz anzuzeigen, besuchen Sie http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Nachdrucke und Genehmigungen

Aalipour, H., Nikbakht, A. & Sabzalian, MR Zusammensetzung ätherischer Öle und Gesamtphenolgehalt in Cupressus arizonica G. als Reaktion auf mikrobielle Inokulation unter Wasserstressbedingungen. Sci Rep 13, 1209 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-28107-z

Zitat herunterladen

Eingegangen: 12. Oktober 2022

Angenommen: 12. Januar 2023

Veröffentlicht: 21. Januar 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-28107-z

Jeder, mit dem Sie den folgenden Link teilen, kann diesen Inhalt lesen:

Leider ist für diesen Artikel derzeit kein Link zum Teilen verfügbar.

Bereitgestellt von der Content-Sharing-Initiative Springer Nature SharedIt

Vegeta (2023)

Durch das Absenden eines Kommentars erklären Sie sich damit einverstanden, unsere Nutzungsbedingungen und Community-Richtlinien einzuhalten. Wenn Sie etwas als missbräuchlich empfinden oder etwas nicht unseren Bedingungen oder Richtlinien entspricht, kennzeichnen Sie es bitte als unangemessen.