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Impact of an arbuscular mycorrhizal fungal inoculum and exogenous MeJA on fenugreek secondary metabolite production under water deficit
Environmental and Experimental Botany ( IF 5.7 ) Pub Date : 2020-08-01 , DOI: 10.1016/j.envexpbot.2020.104096
Simin Irankhah , Walter Chitarra , Luca Nerva , Chrystalla Antoniou , Erica Lumini , Veronica Volpe , Ali Ganjeali , Monireh Cheniany , Mansour Mashreghi , Vasileios Fotopoulos , Raffaella Balestrini

Abstract Trigonella foenum-graecum (fenugreek) is a leguminous plant that produces secondary metabolites frequently used in medicinal and food preparation. Here, the role of an arbuscular mycorrhizal (AM) fungal inoculum, alone or in combination with methyl jasmonate (MeJA) chemical treatment, was evaluated on the production of trigonelline and diosgenin in fenugreek plants grown under mild water limitation. After inoculation, fenugreek plants were subjected to several combined treatments, i.e. well-watered (NS) and water-stressed (WS), both treated with different MeJA concentrations (0, 50, 100, 200 mL/L). At the end of the experiment, in addition to trigonelline and diosgenin content, an array of plant growth parameters (i.e. fruit, stem and root dry weights, fruit number) and biochemical stress markers (i.e. proline, nitric oxide, hydrogen peroxide, MDA) were examined. Results mainly showed a significant increase in production of the considered secondary metabolites, although they are differentially influenced by the individual factors (Stress, SYM, MeJA) and their interactions. SYM treatment was more effective on the production of trigonelline, independently from growth conditions, while diosgenin biosynthesis was influenced by the presence of root symbioses only in combination with MeJA treatment. A differential impact, depending on the applied treatment (inoculum, MeJA treatments, water deficit), on plant growth and on production of the considered bioactive molecules was revealed, providing new information on the effect of biological and chemical priming treatments.

中文翻译:

丛枝菌根真菌接种物和外源性 MeJA 对缺水条件下胡芦巴次生代谢产物产生的影响

摘要 胡芦巴(葫芦巴)是一种豆科植物,可产生次生代谢物,常用于药物和食品制备。在这里,单独或与茉莉酸甲酯 (MeJA) 化学处理相结合的丛枝菌根 (AM) 真菌接种物对在轻度限水条件下生长的葫芦巴植物中胡芦巴碱和薯蓣皂苷元的产生的作用进行了评估。接种后,胡芦巴植物接受多种组合处理,即充分浇水 (NS) 和水分胁迫 (WS),均用不同的 MeJA 浓度(0、50、100、200 mL/L)处理。在实验结束时,除了葫芦巴碱和薯蓣皂苷元含量外,一系列植物生长参数(即果实、茎和根干重、果实数)和生化应激标志物(即脯氨酸、一氧化氮、过氧化氢,MDA)进行了检查。结果主要表明所考虑的次级代谢物的产量显着增加,尽管它们受到个体因素(压力、SYM、MeJA)及其相互作用的不同影响。SYM 处理对胡芦巴碱的生产更有效,与生长条件无关,而薯蓣皂苷元的生物合成仅与 MeJA 处理相结合才受根共生的存在的影响。揭示了取决于应用处理(接种物、MeJA 处理、缺水)对植物生长和所考虑的生物活性分子的产生的不同影响,提供了有关生物和化学引发处理效果的新信息。结果主要表明所考虑的次级代谢物的产量显着增加,尽管它们受到个体因素(压力、SYM、MeJA)及其相互作用的不同影响。SYM 处理对胡芦巴碱的生产更有效,与生长条件无关,而薯蓣皂苷元的生物合成仅与 MeJA 处理相结合才受根共生的存在的影响。揭示了取决于应用处理(接种物、MeJA 处理、缺水)对植物生长和所考虑的生物活性分子的产生的不同影响,提供了有关生物和化学引发处理效果的新信息。结果主要表明所考虑的次级代谢物的产量显着增加,尽管它们受到个体因素(压力、SYM、MeJA)及其相互作用的不同影响。SYM 处理对胡芦巴碱的生产更有效,与生长条件无关,而薯蓣皂苷元的生物合成仅在与 MeJA 处理相结合时才受到根共生的影响。揭示了取决于应用处理(接种物、MeJA 处理、缺水)对植物生长和所考虑的生物活性分子的产生的不同影响,提供了有关生物和化学引发处理效果的新信息。SYM 处理对胡芦巴碱的生产更有效,与生长条件无关,而薯蓣皂苷元的生物合成仅与 MeJA 处理相结合才受根共生的存在的影响。揭示了取决于应用处理(接种物、MeJA 处理、缺水)对植物生长和所考虑的生物活性分子的产生的不同影响,提供了有关生物和化学引发处理效果的新信息。SYM 处理对胡芦巴碱的生产更有效,与生长条件无关,而薯蓣皂苷元的生物合成仅与 MeJA 处理相结合才受根共生的存在的影响。揭示了取决于应用处理(接种物、MeJA 处理、缺水)对植物生长和所考虑的生物活性分子的产生的不同影响,提供了有关生物和化学引发处理效果的新信息。
更新日期:2020-08-01
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