Einfluss verschiedener Temperaturen, Samenvorbereitungsbehandlungen und -dauern auf Keimung und Wachstum der Heilpflanze Aspilia africana

Jul 09, 2023

Wissenschaftliche Berichte Band 12, Artikelnummer: 14180 (2022) Diesen Artikel zitieren

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Details zu den Metriken

Seit Jahrtausenden wird Aspilia africana in ganz Afrika zur Behandlung verschiedener Krankheiten wie Malaria, Wunden und Diabetes eingesetzt. In dieser Studie beeinflusste die Temperatur die In-vitro-Keimung von A. africana mit dem höchsten endgültigen Keimungsprozentsatz (FGP) und Keimungsindex (GI) von 65,0 ± 7,64 % bzw. 2,26 ± 0,223 bei 19,8 °C. Das Vorbereiten der Samen mit H2O, KNO3 und GA3 (Gibberellinsäure 3) verbesserte sowohl die In-vitro-Keimung als auch das Ex-vitro-Auflaufen von A. africana-Samen. Die Samenvorbereitung mit \(1,44 \times 10^{ - 3 }\) M GA3 führte insgesamt zu den höchsten in vitro FGP (von 90,0 ± 4,08 % bis 100 ± 0,00 %) und GI (von 2,97 ± 0,385 bis 3,80 ± 0,239). Grundierungsdauer. Mit KNO3 vorbehandelte Samen hatten nach 6 und 12 Stunden bessere Keimparameter als nach 18 und 24 Stunden. Darüber hinaus wurde der höchste In-vitro-FGP (100 ± 0,00 %) bei Samen beobachtet, die 12 Stunden lang mit \(1,44 \times 10^{ - 3 }\) M GA3 grundiert wurden. Das Ex-vitro-Auflaufen von A. africana-Samen wurde durch GA3-Priming deutlich verbessert. Das Vorbereiten von A. africana-Samen mit H2O, KNO3 und GA3 verbesserte ihr Wachstum nach 3 Monaten, wobei das insgesamt beste Wachstum bei Samen erzielt wurde, die mit \(2,89 \times 10^{ - 4 }\) M GA3 vorbehandelt wurden. Die Samenvorbereitung von A. africana ist ein praktikabler Ansatz zur Verbesserung der Keimung und des Samenaufgangs sowie zur Förderung des Pflanzenwachstums.

Aspilia africana (Pers.) CD Adams, auch bekannt als wilde Sonnenblume, Blutungspflanze oder afrikanische Jodpflanze, wird seit Jahrtausenden in vielen Ländern Afrikas zur Behandlung verschiedener Krankheiten eingesetzt1,2. Zu den mit A. africana behandelten Krankheiten und Gesundheitszuständen gehören Malaria, Osteoporose, Tuberkulose, fieberhafte Kopfschmerzen, Diabetes, Bauchschmerzen, Husten, rheumatische Schmerzen, Masern, Durchfall, Ohrenentzündungen, Wunden, Wunden, Magengeschwüre, Gonorrhoe und Bienenstiche. Wespen und Skorpione3,4,5. In einer aktuellen Studie zeigten Niyonizigiye et al.6 die krebshemmende Wirkung der Pflanze. Die biologische Aktivität der Pflanze wird auf ihren Reichtum an Sekundärmetaboliten wie Phenolverbindungen (einschließlich Chlorogensäure und Gallussäure), Flavonoiden (z. B. Quercetin), Tanninen, Saponinen und Terpenen (wie Caryophyllen, Phytol und Pinen) zurückgeführt. 1,5. Obwohl A. africana in den ostafrikanischen Ländern beheimatet ist, bewohnt sie Waldgebiete im tropischen Afrika und in der Savanne5,7.

Neben der Bodenfeuchtigkeit ist die Temperatur der wichtigste abiotische Faktor, der die Samenkeimung stark beeinflusst8. Die Auswirkungen der Temperatur auf die Keimung variieren je nach Art oder sogar zwischen den Samen einer Art unterschiedlicher Herkunft8,9. Die Temperatur beeinflusst nicht nur die Keimung, sondern reguliert auch das Wachstum und die Entwicklung der Pflanzen erheblich10,11. Die Temperatur, bei der der Keimungsprozentsatz am höchsten ist, wird als optimale Temperatur bezeichnet und variiert von Art zu Art8,10. Das Verständnis der Entstehungs- und Keimungsreaktionen von Pflanzen auf die Temperatur ist von entscheidender Bedeutung, da es nicht nur eine Grundlage für die Identifizierung von Temperaturtoleranzen liefert, sondern auch ein Verständnis der optimalen klimatischen Bedingungen für die Keimung und erfolgreiche Etablierung von Pflanzen liefert10 und außerdem bei der Modellkonstruktion zur Vorhersage von Entwicklungsprozessen hilft12 .

Die Samenvorbereitung ist eine weit verbreitete, kostengünstige Strategie vor der Aussaat zur Verbesserung der Aufnahme und zur Auslösung von DNA-Reparaturprozessen und antioxidativen Reaktionen im Zusammenhang mit dem Stoffwechsel vor der Keimung ohne Keimwurzelvorsprung13,14,15. Nachdem die Samen vorbereitet wurden, werden sie dehydriert, gelagert oder kommerzialisiert13. Verschiedene Priming-Techniken wie Osmopriming, Hydropriming, chemisches Priming, hormonelles Priming und Nährstoffpriming wurden eingesetzt, um die Samenkeimung und den Ernteertrag zu verbessern16. Die Samenvorbereitung verbessert die Keimung und führt zu einem schnellen und gleichmäßigen Auflaufen der Pflanzen13. Darüber hinaus erhöht die Grundierung die Toleranz der Pflanzen gegenüber abiotischem und biotischem Stress und verbessert so die Dichte und Leistung der Pflanzenpopulation erheblich13.

A. africana ist nicht nur eine Pflanze von großem kosmetischen und pharmazeutischen Interesse5,7, sondern wird auch häufig von Haustieren wie Rindern, Ziegen, Kaninchen und Schafen gefressen17. Eine aktuelle Studie von Okello et al.18 über die Auswirkungen verschiedener kommerzieller Böden auf die Keimung von A. africana zeigte eine sehr niedrige Pflanzenkeimungsrate. In dieser Studie untersuchten wir die Auswirkungen von Temperatur und Samenvorbereitungsbedingungen auf die Keimung von A. africana. Dies trägt zur Verbesserung der Samenkeimung dieser wichtigen Heilpflanze und ihrer Domestizierung bei. Nach unserem besten Wissen ist dies die erste Studie über die Auswirkungen von Temperatur und Samenvorbereitung auf die Keimung, das Auflaufen und das Wachstum von A. africana.

Reife, trockene und reife A. africana-Samen wurden mit Genehmigung der örtlichen Behörde zufällig von mindestens 50 gesunden Pflanzen in freier Wildbahn aus Pece in Gulu, Uganda, Ostafrika, gesammelt und vom Natural Chemotherapeutics Research Institute (NCRI) bereitgestellt ). Die Samen wurden zum Korea Institute of Oriental Medicine in der Republik Korea transportiert und bis zum Beginn des Experiments in einem trockenen Raum bei 25 ± 1 °C gelagert. Ein Belegexemplar (Nummer KYM-KIOM-2021-1) wurde im Korean Herbarium of Standard Herbal Resources (Index-Herbariumcode: KIOM) am Korea Institute of Oriental Medicine (KIOM), Herbal Medicine Resources Research Center, Republik Süd, hinterlegt Korea von Dr. Sungyu Yang. Die in dieser experimentellen Arbeit verwendeten Samen wurden von A. africana var. gewonnen. Africana-Pflanzen. Um die Kontaminationstendenz zu begrenzen, wurden die Samen wie folgt sterilisiert: Die Samen wurden zunächst 2 Minuten lang unter fließendem Leitungswasser gewaschen, schnell in einen Laminar-Flow-Schrank überführt, erneut mit destilliertem autoklaviertem Wasser gewaschen und in 70 % (Vol.) oberflächensterilisiert /v) Ethanol für 1 Minute, gefolgt von 2 % (v/v) Natriumhypochlorit für 3 Minuten und dann dreimal mit destilliertem autoklaviertem Wasser gespült. In allen In-vitro-Versuchsaufbauten wurden sterilisierte A. africana-Samen verwendet. Eine Zusammenfassung des Sterilisationsprozesses, die In-vitro-Samenanordnung und eine Darstellung der In-vitro-Samenanordnung sind in Abb. 1a, a1 und a2 dargestellt. Alle Methoden wurden in Übereinstimmung mit den relevanten Richtlinien und Vorschriften durchgeführt.

(a) Zusammenfassung des Sterilisationsprozesses von A. africana-Samen. (a1) Anordnung von A. africana-Samen in einer Petrischale (a2) Darstellung der Anordnung von A. africana-Samen in einer Petrischale (b) Samen von A. africana in Petrischalen, inkubiert in einem Thermogradienten-Keimgerät bei verschiedenen Temperaturen (1– 17,6 °C, 2–18,7 °C, 3–19,8 °C, 4–20,9 °C, 5–22,0 °C, 6–23,1 °C, 7–24,2 °C, 8–25,3 °C, 9–26,4 und 10–27,5 °C.

A. africana-Samen wurden mit einer sterilen Pinzette in Petrischalen aus kristallklarem Polystyrol (100 × 20 mm) gegeben, die mit 5 ml destilliertem Wasser angefeuchtetes Filterpapier enthielten. Jede Petrischale enthielt 10 Samen mit sechs Wiederholungen für jede Temperatur im Bereich von 17,6 bis 27,5 °C mit einer Steigerung von 1,1 °C, und die Schalen wurden unter dunklen Bedingungen auf eine Thermogradienten-Keimkammer gestellt (Abb. 1b).

Die Samen wurden 15 Tage lang alle 24 Stunden auf Keimung überwacht. Die Petrischalen mit den Samen wurden während der Zählung der gekeimten Samen nur für kurze Zeit dem Licht ausgesetzt. Samen mit einer Keimwurzellänge von mindestens 2 mm wurden als gekeimt gezählt. Die zur Bestimmung der Auswirkungen der Temperatur auf die Samenkeimung von A. africana berücksichtigten Keimungsparameter waren der endgültige Keimungsprozentsatz (FGP), der Keimungsindex (GI), die mittlere Keimungsrate (MGR) und die für eine 50-prozentige Keimung erforderliche Zeit (T50). Dieselben Parameter wurden verwendet, um die Auswirkungen von Priming-Behandlungen und -Dauern auf die In-vitro- und Ex-vitro-Keimung von A. africana-Samen zu untersuchen. Zur Berechnung der Keimungsparameter wurden die folgenden Formeln verwendet: FGP = \(\frac{N}{Nt}\) × 100 (N ist die Anzahl der gekeimten Samen bei der Endzählung; Nt ist die Gesamtzahl der Samen im Petri Gericht); GI = ∑ (Gt/Dt) (Gt ist die Anzahl der gekeimten Samen am Tag t und Dt ist die Zeit, die Gt in Tagen entspricht); und MGR = \( \frac{(\sum n)}{{\sum (nt)}}\) (n ist die Anzahl der neu gekeimten Samen zum Zeitpunkt t und t ist die Anzahl der Tage nach dem Pflanzen). T50 wurde gemäß der von Farooq et al.19 modifizierten Formel berechnet: T50 = ti + \(\frac{{\left[ {\left( {\frac{N}{2} - n_{i} } \right )\left( {t_{j} - t_{i} } \right)} \right]}}{{n_{j} - n_{i} }}\) (N ist die endgültige Anzahl gekeimter Samen, ni und nj sind die kumulative Anzahl gekeimter Samen, gezählt zum Zeitpunkt ti bzw. tj, wenn ni < \(\frac{N}{2}\) < nj).

Sterilisierte A. africana-Samen wurden zu unterschiedlichen Zeiten von 6 Stunden, 12 Stunden, 18 Stunden und 24 Stunden in verschiedenen Vorbereitungslösungen wie destilliertem Wasser (Hydro-Priming) und Kaliumnitrat (Halo-Priming) in unterschiedlichen Konzentrationen (0,1 %) grundiert , 0,5 und 1 M) und Gibberellinsäure-3 (GA3; hormonprimierend) in Konzentrationen von \(2,89 \times 10^{ - 5 }\), \(2,89 \times 10^{ - 4 }\), und \(1,44 \times 10^{ - 3 }\) M. Für die Grundierungsbehandlungen wurden 60 Samen in 5 ml jeder Grundierungslösung in Petrischalen aus kristallklarem Polystyrol (100 × 40 mm) gegeben. Nach Abschluss der Behandlung wurden die vorbereiteten Samen dreimal mit sterilem Wasser gespült, abgetupft und bei Umgebungstemperatur wieder auf nahezu ihr ursprüngliches Gewicht getrocknet. Die Samen wurden dann in Petrischalen aus kristallklarem Polystyrol (100 × 20 mm) gegeben, die mit autoklaviertem destilliertem Wasser gesättigtes Filterpapier enthielten. Jede Petrischale (100 × 20 mm) enthielt 10 Samen mit fünf Wiederholungen für jede Behandlung. Die Petrischalen mit den Samen wurden in einer Thermogradienten-Keimkammer mit einer Temperatur von 19,8 °C (aus Experiment 1 als ideal ermittelt) im Dunkeln aufbewahrt. Als Kontrolle wurden nicht vorbereitete A. africana-Samen verwendet. Samen, die Anzeichen einer Pilzinfektion zeigten, wurden aus den Petrischalen entfernt. Die Samen wurden 15 Tage lang alle 24 Stunden auf Keimung überwacht und während der Zählung der gekeimten Samen nur für kurze Zeit dem Licht ausgesetzt. Samen mit einer Keimwurzellänge von mindestens 2 mm wurden als gekeimt gezählt. Die gleichen Parameter und Formeln, die zur Beurteilung der Keimung in Experiment 1 verwendet wurden, wurden in den Experimenten 2 und 3 verwendet.

Um die Wirkung verschiedener Priming-Behandlungen auf das Ex-vitro-Auflaufen von A. africana-Samen zu untersuchen, wurde das in Experiment 2 verwendete Priming-Verfahren wiederholt, mit der Ausnahme, dass die Samen für eine einheitliche Priming-Dauer von 12 Stunden mit den Priming-Lösungen behandelt wurden. Die vorbereiteten Samen wurden dann in eine autoklavierte Mischung aus Gartenerde (bestehend aus etwa 40 % mineralischer Erde, 10 % organischer Substanz und 50 % mit Wasser und Luft gefüllter Porenraum) mit Perlit (Kyungdong ONE Co. Ltd, Republik Korea) gepflanzt. , einem der natürlichen vulkanischen Alumosilikatgläser20 und Torf-Pellet-Erde (Jiffy-7, 33 mm von Jiffy Products International AS, Norwegen) im Verhältnis 1:1 (bestimmt als ideale Zusammensetzung für das Wachstum von A. africana18) in einem Kunststoff Pflanzschale (30 × 25 × 10 cm). In jede Schale wurden zwanzig Samen von A. africana in einer Tiefe von 1 cm und einem Abstand von 5 cm voneinander gepflanzt. Jede Behandlung wurde dreimal wiederholt. Die Samen im Boden wurden bewässert und die Schalen wurden für eine 16-stündige Photoperiode in Wachstumskammern gehalten, die bei 19,8 ± 1 °C gehalten wurden. Die Lichtintensität wurde mit kaltweißen Leuchtstoffröhren auf 33,73 µmol/m2/s gehalten. Die relative Luftfeuchtigkeit in der Wachstumskammer wurde bei 70 % gehalten. Die Samen in der Schale wurden bis zum Ende des Experiments alle zwei Tage gewässert. Die Anzahl der alle 24 Stunden gekeimten Samen wurde gezählt und für jede Behandlung aufgezeichnet, bis kein weiteres Auflaufen mehr erfolgte. Samen wurden als geschlüpft gezählt, wenn die Hypokotyllänge mindestens 3 mm betrug. FGP, MGR, T50 und GI wurden berechnet. Um die Auswirkungen unterschiedlicher Vorbehandlungen auf das frühe Wachstum von A. africana zu bestimmen, wurden die Sämlinge der unterschiedlich vorbereiteten Samen gleichmäßig verteilt und konnten in den Wachstumskammern weiter wachsen. Die Wachstumsraten wurden nach drei Monaten bestimmt. Jede Pflanzschale wurde sorgfältig in Wasser getaucht, um den Boden zu durchnässen und ein einfaches Herausreißen der Pflanzen zu ermöglichen. Die Wurzeln der entwurzelten Pflanzen wurden sorgfältig und gründlich gewaschen, um Erdpartikel und Ablagerungen zu entfernen, und dann mit Papiertüchern trockengetupft. Die Längen der Wurzeln und Triebe jeder A. africana-Pflanze aus den verschiedenen Behandlungen wurden mit einem Meterlineal gemessen. Die Anzahl der Blätter und Wurzeln jeder Pflanze wurde gezählt. Es wurden Frischgewichte der A. africana-Pflanzen aus den verschiedenen Behandlungen erhalten. Anschließend wurden die Pflanzen 48 Stunden lang bei 60 °C im Ofen getrocknet und ihr Trockengewicht aufgezeichnet.

In Bezug auf FPG war die Keimungsreaktion von A. africana-Samen bei allen Temperaturen bei niedrigeren Temperaturen besser als bei höheren Temperaturen (Abb. 2a). Die höchsten FGP- und GI-Werte von 65,0 ± 7,64 % bzw. 2,26 ± 0,223 wurden bei 19,8 °C erreicht, obwohl diese nicht wesentlich von den bei anderen Temperaturen gemessenen Werten abwichen (Abb. 2a, b). Die niedrigsten FGP- (38,3 ± 6,01 %) und GI-Werte (1,48 ± 0,150) wurden bei 27,5 °C bzw. 17,6 °C erhalten (Abb. 2a, b). Die Samenkeimung von A. africana verlief bei höheren Temperaturen schneller als bei niedrigeren Temperaturen, mit steigendem MGR (am höchsten (0,385 ± 0,050) bei 27,5 °C) und abnehmendem T50 (am längsten (2,79 ± 0,121 Tage) bei 17,6 °C) (Abb. 2c, D). Ähnlich wie bei FGP und GI unterschieden sich die MGR- und T50-Werte bei allen untersuchten Temperaturen nicht signifikant (Abb. 2a–d).

Einfluss der Temperatur auf die In-vitro-Samenkeimungsparameter von A. africana. (a) Endprozentsatz der Keimung (b) Keimungsindex (c) Mittlere Keimungsrate (d) Zeit, die für eine Keimung von 50 % erforderlich ist (T50). Die Werte werden als Mittelwert ± Standardfehler dargestellt. ns-statistisch nicht signifikant nach Tukey-Mehrfachvergleichstest und p = 0,05.

Die FGP-Werte aller vorbereiteten Samen waren höher als die der nicht vorbereiteten Samen (Kontrolle) (Tabelle 1). Unter den Priming-Behandlungen und über alle Priming-Dauer hinweg wurden die höchsten FGPs für Samen verzeichnet, die mit (1,44 \times 10^{ - 3 }\) M GA3 primiert wurden, gefolgt von A. africana-Samen, die mit 0,1 M KNO3 primiert wurden, und die niedrigsten FGPs wurden für hydroprimierte Samen aufgezeichnet (Tabelle 1). Der insgesamt höchste FGP betrug 100 ± 0,00 % für die 12-stündige Grundierung mit \(1,44 \times 10^{ - 3 } \;{\text{M}} \) GA3 und war signifikant höher (p < 0,05) als andere FGPs insgesamt Alle Behandlungen, außer A. africana-Samen, grundiert in \(1,44 \times 10^{ - 3 }\) M GA3 für 18 Stunden (97,5 ± 2,17 %) und 24 Stunden (97,5 ± 2,50 %) und 0,1 M (87,5 ±). 6,29 %) und 0,5 M (90,0 ± 7,07 %) KNO3 für 6 bzw. 12 Stunden (Tabelle 1). Eine Priming-Dauer von 12 Stunden führte zu den höchsten und zweithöchsten FGPs in drei (100 ± 0,00 % in \(1,44 \times 10^{ - 3 }\) M GA3, 90,0 ± 7,07 % und 77,5 ± 6,29 % in 0,5 und 1,0 M KNO3) und zwei (82,5 ± 2,50 % in 0,1 M KNO3 und 65,0 ± 2,89 % in H2O) Behandlungen aller sieben Priming-Behandlungen und hatten die höchste FGP unter allen Priming-Dauern (Tabelle 1). Der höchste GI (3,80 ± 0,239) wurde bei Samen aufgezeichnet, die 24 Stunden lang in GA3 vorbereitet wurden, und dieser unterschied sich bei allen Behandlungen deutlich von anderen GI, mit Ausnahme des GI für \(1,44 \times 10^{ - 3 } \;{\text{M} }\) GA3 für 6 Stunden (2,97 ± 0,385), 12 Stunden (3,08 ± 0,090) und 18 Stunden (3,25 ± 0,034); \(2,89 \times 10^{ - 4 } \;{\text{M}}\) GA3 für 18 h (2,74 ± 0,238) und 24 h (2,99 ± 0,558); \(2,89 \times 10^{ - 5 }\) M GA3 für 18 h (2,58 ± 0,222) und 24 h (3,31 ± 0,309); 0,1 M KNO3 für 6 Stunden (2,46 ± 0,312); und H2O für 24 Stunden (2,60 ± 0,417) (Tabelle 1). In den meisten Fällen hatten Samen, die mit 1,0 M KNO3 grundiert wurden, den niedrigsten GI, mit den niedrigsten Werten für die Grundierungsdauer von 24 Stunden (0,43 ± 0,093) (Tabelle 1). Der GI-Wert verbesserte sich mit zunehmender Priming-Dauer für alle Konzentrationen von GA3 und H2O, das Gegenteil galt jedoch für KNO3 (Tabelle 1). Der höchste MGR wurde bei Samen aufgezeichnet, die 24 Stunden lang mit \(1,44 \times 10^{ - 3 } \;{\text{M}}\) GA3 grundiert wurden (Tabelle 1). Die T50-Werte für alle Konzentrationen GA3-grundierter Samen nahmen mit zunehmender Grundierungsdauer ab (Tabelle 1). Es gab keine signifikanten Unterschiede in den T50-Werten bei allen GA3-Priming-Konzentrationen und -Dauern sowie bei allen Hydro-Priming-Dauern; Allerdings waren diese Werte bei allen KNO3-Behandlungen signifikant höher (p < 0,05) als T50, mit Ausnahme der Behandlungen mit 0,1 M-Konzentrationen bei 6- und 18-stündiger Priming-Dauer.

Die FGPs von GA3-grundierten Samen waren im Allgemeinen höher als die von Halo- und Hydro-grundierten Samen, wobei der höchste Gesamt-FGP (80,0 ± 5,77 %) für \(1,44 \times 10^{ - 3 }\) M GA3-grundierte Samen verzeichnet wurde (Abb. 3a). Nicht vorbereitete Samen hatten den niedrigsten FGP (20,0 % ± 2,89 %), während der niedrigste FGP unter den vorbereiteten Samen (45,0 ± 5,00 %) bei der 1,0 M KNO3-Behandlung auftrat (Abb. 3a). Es gab keine signifikanten Unterschiede im FGP zwischen allen Konzentrationen von GA3 und H2O und 0,1 M KNO3, aber die FGPs dieser Behandlungen waren signifikant höher (p < 0,05) als die FGPs für mit 0,5 M und 1,0 M KNO3 vorbehandelte und nicht vorbehandelte Samen (Abb . 3a). Der GI bei hormonell vorbereiteten Samen war signifikant höher (p < 0,05) als bei allen anderen Behandlungen, mit Ausnahme von hydrogrundierten Samen, wobei der höchste GI bei 3,76 ± 0,434 im \(1,44 \times 10^{ - 3 }\ ) M GA3-grundierte Samen (Abb. 3b). Die GI-Werte sanken mit steigender KNO3-Konzentration (Abb. 3b). Der niedrigste GI-Wert wurde bei den nicht vorbereiteten A. africana-Samen festgestellt (Abb. 3b). Die schnellsten MGRs wurden bei hormonell vorbereiteten Samen erreicht, unterschieden sich jedoch nicht wesentlich von den MGRs hydroprimierter Samen. Sie unterschieden sich jedoch von den MGRs von halo-vorbereiteten und nicht-vorbereiteten Samen (Abb. 3c). Die niedrigsten T50-Werte wurden bei GA3-geprimten Samen gemessen, gefolgt von hydrogeprimten Samen (Abb. 3d). Im Gegensatz dazu waren die längsten Keimzeiten mit den höchsten T50-Werten bei den mit Halo-Grundierung behandelten Samen zu verzeichnen (Abb. 3d). Es gab keine signifikanten Unterschiede in den T50-Werten zwischen allen mit Hormo und Hydro geprimten Samen (Abb. 3d). T50 war für alle hormo- und hydrogeprimten Samen signifikant kürzer (p < 0,05) als die aller halogeprimten und nicht geprimten Samen (Abb. 3d).

Einfluss der Priming-Behandlung auf die Ex-vitro-Samenauflaufparameter von A. africana. (a) Endprozentsatz der Keimung, (b) Keimungsindex, (c) mittlere Keimungsrate und (d) erforderliche Zeit für 50 % Keimung (T50). Die Werte werden als Mittelwert ± Standardfehler dargestellt. Gleiche Buchstaben unterscheiden sich im Mehrfachvergleichstest von Tukey nicht signifikant und p = 0,05.

Das Pflanzenwachstum von A. africana war bei mit GA3 vorbehandelten Samen am höchsten, gefolgt von KNO3 und H2O, und bei nicht vorbehandelten Samen am niedrigsten (Abb. 4). Für alle analysierten Wachstumsparameter zeigten Pflanzen aus \(2,89 \times 10^{ - 4 }\) M GA3-vorbereiteten Samen die besten Werte, während Pflanzen aus nicht-vorbereiteten Samen die niedrigsten Werte für alle Wachstumsparameter verzeichneten (Abb. 5a–f). Alle Wachstumsparameter von A. africana-Pflanzen aus halo-primierten Samen nahmen mit steigenden KNO3-Konzentrationen ab (Abb. 5a – f).

Vergleich der Spross- und Wurzellängen der beprobten repräsentativen A. africana-Pflanzen, die aus hormo-, halo- und hydroprimierten Samen stammen, nach dreimonatigem Wachstum (a) \(1,44 \times 10^{ - 3 }\) M GA3 (b) \(2,89 \times 10^{ - 4 }\) M GA3 (c) \(2,89 \times 10^{ - 5 }\) M GA3 (d) 1,0 M KNO3 (e) 0,5 M KNO3 (f) 0,1 M KNO3 (g) Destilliertes Wasser (h) Unbehandelt.

Wirkung der Priming-Behandlung auf das frühe Wachstum von A. africana. Wachstumsparameter gemessen nach drei Monaten Wachstum. (a) Trieblänge (b) Anzahl der Blätter (c) Wurzellänge (d) Anzahl der Wurzeln (e) Frischgewicht (f) Trockengewicht. Die Werte werden als Mittelwert ± Standardfehler dargestellt. Gleiche Buchstaben unterscheiden sich nach dem Bonferroni-Test und p = 0,05 nicht signifikant.

Die höchste durchschnittliche Sprosslänge (333,3 ± 11,71 mm) von A. africana-Pflanzen aus \(2,89 \times 10^{ - 4 }\) M GA3-grundierten Samen unterschied sich nicht signifikant von den Sprosslängen von Pflanzen aus Samen, die mit anderen grundierten Samen stammten Konzentrationen von GA3 und 0,1 M KNO3 unterschieden sich jedoch signifikant (p < 0,05) von den anderen Behandlungen (Abb. 5a). Die höchste Anzahl an Blättern (26,4 ± 1,15) in Pflanzen aus \(2,89 \times 10^{ - 4 } \;{\text{M}} \) GA3-grundierten Samen unterschied sich nicht signifikant von der von Pflanzen aus anderen GA3 -geprimte Samen, war jedoch signifikant höher (p < 0,05) als die von hydro- und halogeprimten Samen (Abb. 5b). Die Wurzellängen von Pflanzen aus Samen, die mit \(2,89 \times 10^{ - 5 }\) und \(1,44 \times 10^{ - 3 }\) M GA3 sowie 0,1 und 0,5 M KNO3 grundiert wurden, unterschieden sich nicht signifikant von den höchste durchschnittliche Wurzellängen (245,0 ± 15,82) von Pflanzen aus \(2,89 \times 10^{ - 4 } \;{\text{M}}\) GA3-vorbereiteten Samen, die signifikant höher waren (p < 0,05) als diese aus mit 1,0 M KNO3 grundierten, hydrogrundierten und nicht grundierten Samen (Abb. 5c). Die höchste Anzahl an Wurzeln (24,8 ± 1,57) von \(2,89 \times 10^{ - 4 }\) M GA3-geprimten Samen unterschied sich nicht signifikant von denen anderer hormongeprimter und vollständig halogeprimter Samen, war aber signifikant höher als die von hydro-grundierten und nicht-grundierten Samen (Abb. 5d). Die Frisch- und Trockengewichte von A. africana-Pflanzen aus allen hormo-, halo- und hydro-vorbereiteten Samen waren signifikant höher als die aus nicht-vorbereiteten Samen (Abb. 5e, f). Das Frischgewicht der Pflanzen aus allen vorbereiteten Samen unterschied sich nicht signifikant (Abb. 5e), wohingegen das höchste Trockengewicht (1,98 ± 0,081 g) aus \(2,89 \times 10^{ - 4 }\) M GA3-primierten Samen signifikant unterschied aus 0,5 M und 1,0 M KNO3 und hydrogrundierten Samen (Abb. 5f).

Die Temperatur ist ein Schlüsselfaktor, der die Keimung erheblich beeinflusst21,22. Die Temperatur beeinflusst direkt die Aufnahme und die biochemischen Prozesse bei der Keimung, die den Stoffwechsel regulieren, und wirkt sich somit auf die Keimraten und -prozentsätze aus21. Mehrere Studien haben über die Auswirkungen der Temperatur auf die Samenkeimung verschiedener Pflanzen berichtet, darunter auch Heilpflanzen23,24,25. Laut Baskin und Baskin26 liegt die optimale Temperatur für viele Arten zwischen 10 und 20 °C. In unserer Studie führten niedrige Temperaturen zu niedrigen FGPs und GIs für A. africana, und die Werte stiegen mit der Temperatur auf optimale Werte von 65,0 ± 7,64 % bzw. 2,26 ± 0,223 bei 19,8 °C und sanken mit steigender Temperatur weiter . Dieser Trend wurde bei mehreren anderen Heilpflanzenarten beobachtet, die bei niedrigen und hohen Temperaturen einen niedrigen FPG aufweisen, wie z. B. Nepeta binaludensis, Nepeta crassifolia und Rubia tinctorum23. Der Prozentsatz der Keimung steigt linear mit der Temperatur, bis eine optimale Temperatur erreicht ist, und nimmt dann stark ab21. Guo et al.21 betonen weiterhin, dass die günstigste Keimtemperatur für die meisten Stauden 10–20 °C beträgt und die optimale Temperatur für A. africana in diesem Bereich liegt. Wie beobachtet, traten die niedrigsten Keimungsprozentsätze bei den höchsten Temperaturen auf. Hohe Temperaturen hemmen bei einer Reihe von Arten die Keimung von Samen, da sie den endogenen Abscisinsäurespiegel (ABA) erhöhen, indem sie Gene, die ABA biosynthetisieren, hochregulieren und mit dem Katabolismus verbundene Gene herunterregulieren27,28. Darüber hinaus verringern hohe Temperaturen den GA3-Gehalt durch Unterdrückung von Genen, die GA3 biosynthetisieren, und hemmen so die Samenkeimung27,28. Die thermoinhibitorische Wirkung von ABA wurde bei einer Reihe von Pflanzenarten nachgewiesen, darunter Solanum lycopersicum29 und Pinus bungeana21. Die MGR- und T50-Werte stiegen bzw. sanken mit zunehmender Temperatur. Dies liegt vermutlich daran, dass die erste Phase der Samenkeimung (Imbibition) stark von der Temperatur abhängt und die Keimung mit steigender Temperatur zunimmt30. Die Imbibition ist ein entscheidender Schritt bei der Samenkeimung, und der Prozess wird bei niedrigen Temperaturen nicht nur verlangsamt, sondern stellt auch eine große Gefahr für Zellmembranen dar, die nicht an niedrige Temperaturen angepasst sind30. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass die Aktivitäten einiger Enzyme, wie z. B. Dehydrogenasen, die am Keimungsprozess beteiligt sind, mit der Temperatur zunehmen30.

Die Keimungsparameter für vorbereitete Samen waren sowohl für In-vitro- als auch für Ex-vitro-Experimente besser als die für nicht vorbereitete Samen. Die Samenvorbereitung ist eine einfache, sichere und kostengünstige Technik zur Verbesserung des Auflaufens, des Pflanzenwachstums und des Ertrags31,32,33. Durch die Samenvorbereitung wird die Wirkung von abiotischem Stress während der Keimung reduziert, was zu einem höheren Auflaufen der Sämlinge und einer kräftigen Etablierung der Sämlinge führt32,33,34. In Übereinstimmung mit unseren Beobachtungen bestätigten mehrere Studien zuvor, dass Priming-Behandlungen die Keimungsparameter bei einer Reihe von Pflanzen, wie Vicia faba L.35 und Linsen36, erheblich verbesserten. Die Samenvorbereitung verbessert verschiedene physiologische und metabolische Prozesse, einschließlich der Aktivierung schützender Enzyme wie Katalase (CAT) und Superoxiddismutase (SOD) sowie der Anreicherung von Osmoprotektiven37. In einer Studie von Armin et al.38 erhöhte die KNO3-Behandlung den FGP von Zuckerrübensamen im Vergleich zur Kontrolle um bis zu 17,87 %. In einer anderen Studie erhöhte das Vorbereiten von Wassermelonenkernen mit KNO3 und Wasser FGP und GI39, ähnlich den Beobachtungen in unserer Studie. Verbesserte Keimungsparameter von Samen mit KNO3-Priming wurden unter anderem auch für Glycine max40 und Helianthus anuus41 beobachtet. In Übereinstimmung mit unseren Erkenntnissen sowohl für In-vitro- als auch Ex-vitro-Untersuchungen, GA3-Priming von Samen anderer Pflanzen, wie Medicago sativa42 und Hibiscus sabdariffa L43. Es wird berichtet, dass es die Keimung erheblich verbessert.

Wir beobachteten, dass die Samenkeimungsreaktionen auf das Priming in der Reihenfolge GA3 > KNO3 > H2O erfolgten. Ähnlich wie bei unserer Beobachtung wurde in einer Studie an der Heilpflanze Foeniculum vulgare berichtet, dass GA3 auch anderen verwendeten Priming-Wirkstoffen, einschließlich KNO344, überlegen war. Tahaei et al.44 erklärten, dass GA3 die Keimung verbessert, indem es die α-Amylase-Aktivität hochreguliert und schließlich den Stärkestoffwechsel und die Zuckerlöslichkeit verbessert. Darüber hinaus aktiviert GA3 das Embryowachstum, die Mobilisierung von Reserven und die Schwächung der Endospermschicht, wodurch die Keimung erheblich verbessert wird45,46. Darüber hinaus wurde beobachtet, dass exogenes GA3 das Vorstehen der Keimwurzel bei keimenden Arabidopsis-Samen stark beeinflusst46. In Übereinstimmung mit unseren Ergebnissen beobachteten Singh et al.47 auch, dass, obwohl sowohl die KNO3- als auch die H2O-Vorbereitung der Samen die Keimungsparameter verbesserte, der FGP für KNO3 in Kuherbsen besser war als der für H2O. Dies könnte möglich gewesen sein, weil KNO3 den Samen Nitrat zuführte und eine Exosmose verursachte, die alle keimhemmenden Substanzen eliminierte47. Ein ähnlicher Befund wurde auch für mit KNO348 grundierte Sorghumsamen berichtet. Es ist bekannt, dass die Samenvorbereitung mit KNO3 die Keimung fördert, das Keimlingswachstum, die Keimlingsstärke und die Trockenheitstoleranz durch erhöhte Wasseraufnahme und Aktivierung von Enzymen (Amylasen, Xylanase und Dehydrogenasen) und zahlreichen ROS-abfangenden Antioxidantien verbessert32. Im Imbibitionsstadium nehmen die Samen eine erhöhte Sauerstoffmenge auf, was zu einer Akkumulation von ROS führt, die den Redoxzustand verschiebt49. KNO3 erhöht die Aktivität antioxidativer Enzyme wie SOD, CAT, Ascorbatoxidase (AOX) und Peroxidase (POX) in Sämlingen49.

Ähnlich wie in unserer In-vitro-Keimungsstudie berichteten Damalas et al.35, dass die Keimungsparameter von Ackerbohnen durch die Vorbereitungsdauer beeinflusst wurden. In ihrer Studie hatten Hydro-Priming-Dauern von 8 und 16 Stunden einen sehr hohen FGP und GI, der bei längeren Priming-Dauern von 24 und 48 Stunden abnahm. Im Gegensatz zu ihren Ergebnissen zeigten in unserer Studie Samen, die über einen längeren Zeitraum mit Hydro-Primer behandelt wurden, eine leicht verbesserte Keimung, bei KNO3-Priming-Behandlungen gingen die Keimungsparameter jedoch bei höheren Konzentrationen und längeren Behandlungsdauern zurück. Der Rückgang der Keimung sowohl in unseren In-vitro- als auch in Ex-vitro-Untersuchungen mit steigenden KNO3-Konzentrationen war möglicherweise auf einen zunehmenden externen osmotischen Druck zurückzuführen, der die Aufnahme durch die Samen beeinträchtigte und zu einem verringerten FGP, einem verringerten GI und MGR sowie einer längeren T50-Dauer führte. Oliveira et al.39 berichteten auch über einen verringerten FGP und GI von Melonensamen mit zunehmendem Salzstress. Osmotischer Stress beeinflusst die Energieproduktion der Stärkehydrolyse und somit die Keimung39,50. Darüber hinaus berichteten Ruttanaruangboworn et al.51 im Einklang mit unserer Beobachtung auch über eine bessere Keimungsreaktion von Oryza sativa L., wenn sie mit einer niedrigeren Konzentration (1 %) KNO3 geprimt wurden, als mit KNO3 in einer höheren Konzentration (2 %). Im Allgemeinen verbesserten sich die Keimungsparameter mit steigender GA3-Konzentration, obwohl es weder bei In-vitro- noch bei Ex-vitro-Untersuchungen signifikante Unterschiede zwischen den GA3-behandelten Samen gab. Eine Erhöhung der GA3-Konzentration verbessert die metabolischen und physiologischen Prozesse während der Keimung. Wie in unserer Studie führte das Priming von Capsicum annum L.-Samen in \(1,44 \times 10^{ - 3 }\) M GA3 zum höchsten FGP von 85,98 %52. Im Widerspruch zu unseren Erkenntnissen war die Keimung von Leymus chinensis-Samen am besten, wenn sie mit GA3 in einer Konzentration von \(5,05 \times 10^{ - 5 }\) M53 grundiert wurden. Solche Unterschiede könnten auf Unterschiede in der Art und den Samenbedingungen zurückzuführen sein.

Beim Vergleich der In-vitro- und Ex-vitro-Keimungsparameter wurden die In-vitro-Keimungsparameter sowohl für vorbereitete als auch für nicht vorbereitete A. africana-Samen verbessert. Finch-Savage und Bassel54 wiesen darauf hin, dass der Boden eine so komplexe Umgebung ist, die einen erheblichen Stress auf keimende Samen und Setzlinge ausübt. Samen und Setzlinge sind daher anfällig für eine solche Komplexität, einschließlich mechanischer Impedanz54.

Die Samengrundierung von A. africana verbesserte das Pflanzenwachstum bei allen Grundierungslösungen, wobei alle grundierten Samen im Vergleich zu nicht grundierten Samen ein erhöhtes Pflanzenwachstum verzeichneten. Diese Beobachtung steht im Einklang mit den Ergebnissen einer Reihe früherer Studien35,39,55,56. Tatsächlich verzeichneten Zhu et al.57 bei zwei Sorten von Brassica napus L. bei Behandlung mit fünf verschiedenen Primingmitteln, zu denen GA3 gehörte, erhöhte Wurzellängen und Frisch- und Trockenstammgewichte für alle Primerlösungen. Im Vergleich zu nicht grundierten Samen führt die Grundierung zu einer verstärkten Zellteilung am apikalen Meristem der Wurzeln von Sämlingen, was letztlich Wachstum und Entwicklung fördert58.

Über alle gemessenen Parameter hinweg produzierten GA3-geprimte Samen Pflanzen mit dem höchsten Wachstum im Vergleich zu Halo- und Hydro-geprimten Samen. Diese Beobachtungen ähnelten denen früherer Forschungsergebnisse39,56. Die Überlegenheit von GA3 gegenüber Halo- und Hydro-Priming könnte darauf zurückzuführen sein, dass GA3 die Ruhephase in Samen unterbricht, die Keimung fördert, intermodale Längen und Zellteilung in der Kambialzone erhöht und auch eine Vergrößerung der Blattgröße verursacht56,59.

Ähnlich wie unsere Ergebnisse wurde bereits über ein erhöhtes Wachstum von Pflanzen aus mit KNO3 vorbereiteten Samen berichtet38,55,60,61. Thejeshwini et al.56 wiesen darauf hin, dass das Wachstum von Pflanzen aus KNO3-geprimten Samen mit dem von Pflanzen aus GA3-geprimten Samen vergleichbar war. Die Samengrundierung mit KNO3 verbesserte die Pflanzenhöhe, das Trockengewicht, die Keimlingssprosse und die Wurzellängen der Sojabohnen erheblich62. In einer anderen Studie verbesserte die KNO3-Grundierung neben anderen Wachstumsparametern bei Reis die Pflanzenhöhe, die Anzahl der Blätter und die Blattfläche55. Adnan et al.60 erklärten das erhöhte Wachstum, das bei Pflanzen aus mit KNO3 vorbereiteten Samen beobachtet wurde, auf die Nitrate, die das Wachstum regulieren und Photoassimilate in bestimmte Pflanzenteile verlagern, wodurch Wachstum und Ertrag verbessert werden. Hydro-Priming verbessert das Wachstum einer Reihe von Pflanzen35,60. Hydro-Priming erhöht neben anderen Parametern bei Sorghum die Sprosslänge, die Wurzellänge und die Anzahl der Wurzeln60. Die Sprossen hydroprimierter Samen weisen eine höhere Amylase-Enzymaktivität auf, die die Hydrolyse der transitorischen Sprossenstärke verstärkt, wodurch mehr Glukose bereitgestellt und mehr Wachstum ermöglicht wird58.

In dieser Studie war der In-vitro-Keimungsgrad von nicht vorbereiteten A. africana-Samen bei allen untersuchten Temperaturen niedrig. Hydro-, Halo- und Hormon-Priming verbesserten sowohl die In-vitro-Keimung als auch das Ex-vitro-Auflaufen von A. africana-Samen erheblich. Für den In-vitro-Aufbau hatten Samen, die mit \(1,44 \times 10^{ - 3 }\) M GA3 grundiert wurden, den höchsten FGP und GI und die kürzeste T50 über alle Grundierungsdauern hinweg. Mit KNO3 vorbehandelte Samen hatten bei kürzerer Vorbehandlungsdauer bessere Keimparameter als bei längerer Vorbehandlungsdauer. Darüber hinaus wurde der höchste Gesamt-FGP für Samen beobachtet, die 12 Stunden lang in \(1,44 \times 10^{ - 3 }\) M GA3 vorbereitet wurden. Das Ex-vitro-Samenauflaufen war bei mit GA3 vorbehandelten Samen im Vergleich zu nicht vorbehandelten Samen deutlich verbessert. Darüber hinaus wurde das Ex-vitro-Samenauflaufen von A. africana mit einer Abnahme der KNO3-Konzentration deutlich verstärkt. Die Grundierung von A. africana-Samen mit H2O, KNO3 und GA3 verbesserte ihre Wachstumsparameter. Nach dreimonatiger Behandlung mit \(2,89 \times 10^{ - 4 }\) M GA3 produzierten A. africana-Samen Pflanzen mit den längsten Spross- und Wurzellängen, der höchsten Anzahl an Blättern und Wurzeln und den höchsten Frisch- und Trockengewichten. In unserer Studie haben wir die Basis- und Deckentemperaturen für die Samenkeimung von A. africana nicht bestimmt und empfehlen diesbezüglich weitere Untersuchungen. Die Samenvorbereitung von A. africana ist ein praktikabler Ansatz, um die Keimung deutlich zu verbessern. Dies ist die erste Studie, die die Auswirkungen von Temperatur- und Priming-Behandlungen auf die Keimung und das Auflaufen von A. africana-Samen untersucht.

Okello, D. et al. Eine In-vitro-Vermehrung von Aspilia africana (Pers.) CD Adams und Bewertung seiner Anatomie und Physiologie akklimatisierter Pflanzen. Vorderseite. Pflanzenwissenschaft. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.704896 (2021).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Ajeigbe, K., Onifade, A., Omotoso, D., Enitan, S. & Olaleye, S. Antiulzerogene Aktivität von Aspilia africana-Blattextrakt: Rollen von Magensäure, oxidativem Stress und Neutrophileninfiltration. Afr. J. Biomed. Res. 17, 193–201 (2014).

Google Scholar

Okoli, C. et al. Entzündungshemmende Wirkung von Hexanblattextrakt von Aspilia africana CD Adams. J. Ethnopharmacol. 109, 219–225 (2007).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Okello, D. & Kang, Y. Erforschung von Antimalaria-Kräuterpflanzen in Gemeinden in Uganda auf der Grundlage elektronischer Daten. Evidenz. Basierte Ergänzung. Altern. Med. 2019, 1–27 (2019).

Artikel Google Scholar

Okello, D., Lee, J. & Kang, Y. Ethnopharmakologisches Potenzial von Aspilia africana für die Behandlung entzündlicher Erkrankungen. Evidenz. Basierte Ergänzung. Altern. Med. 2020, 1–11 (2020).

Artikel Google Scholar

Niyonizigiye, I. et al. Charakterisierung und In-vitro-Zytotoxizität von Phytochemikalien aus Aspilia africana, die mithilfe grüner Extraktionstechniken gewonnen wurden. S. Afr. J. Bot. 128, 231–238 (2020).

Artikel CAS Google Scholar

Das Wundheilungspotenzial von Aspilia africana (Pers.) CD Adams (Asteraceae). Evidenz. Basierte Ergänzung. Altern. Med. 2019, 1–12 (2019).

Artikel Google Scholar

Kumar, B., Gupta, E., Mali, H., Singh, H. & Akash, M. Konstante und wechselnde Temperatureffekte auf das Samenkeimungspotenzial bei Artemisia annua LJ Crop Improv. 27, 636–642 (2013).

Artikel Google Scholar

Verma, SK, Kumar, B., Ram, G., Singh, H. & Lal, R. Sorteneffekt auf Keimungsparameter bei kontrollierter und unkontrollierter Temperatur in Palmarosa (Cymbopogon martinii). Ind. Nutzpflanzen Prod. 32, 696–699 (2010).

Artikel Google Scholar

Motsa, MM, Slabbert, M., Van Averbeke, W. & Morey, L. Einfluss von Licht und Temperatur auf die Samenkeimung ausgewählter afrikanischer Blattgemüse. S. Afr. J. Bot. Rev. 99, 29–35 (2015).

Artikel Google Scholar

Koger, CH, Reddy, KN & Poston, DH Faktoren, die die Samenkeimung, das Auflaufen von Sämlingen und das Überleben von Texasweed (Caperonia palustris) beeinflussen. Unkrautwissenschaft. 52, 989–995 (2004).

Artikel CAS Google Scholar

Akramghaderi, F., Soltani, A. & Sadeghipour, H. Kardinaltemperatur der Keimung in medizinischem Kürbis (Cucurbita pepo conver. pepo var. styriaca), Borago (Borago officinalis L.) und Schwarzkümmel (Nigella sativa L.). Asian J. Plant Sci. 2, 101–109 (2008).

Google Scholar

Forti, C. et al. Molekulardynamik des präkeimenden Stoffwechsels in vorbereiteten Auberginensamen (Solanum melongena L.). Hortisch. Res. 7, 1–12 (2020).

Artikel CAS Google Scholar

Du, B. et al. Grundierung von Reissamen mit Natriumselenat: Auswirkungen auf Keimung, Keimlingswachstum und biochemische Eigenschaften. Wissenschaft. Rep. 9, 1–9 (2019).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Rajjou, L. et al. Keimung und Vitalität der Samen. Annu. Rev. Plant Biol. 63, 507–533 (2012).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Hussain, S. et al. Die Vorteile der Grundierung von Reissamen werden durch die längere Lagerung und die Lagerbedingungen dauerhaft zunichte gemacht. Wissenschaft. Rep. 5, 1–12 (2015).

Artikel CAS Google Scholar

Oko, O., Asuquo, O., Agiang, E. & Osim, E. Neuroendokrine und Verhaltensreaktionen japanischer Wachteln auf Aspilia africana-Blattmehl und -extrakte aus der Nahrung. J. Livest. Wissenschaft. (ISSN online 2277–6214) 8, 43–51 (2017).

Google Scholar

Okello, D. et al. Auswirkungen kommerzieller Böden auf die Keimung, das frühe Wachstum und den Chlorophyllgehalt der Heilpflanze Aspilia africana. J. Pflanzenbiotechnologie. 48, 115–122 (2021).

Artikel Google Scholar

Farooq, M., Basra, S., Ahmad, N. & Hafeez, K. Thermische Härtung: Ein neues Werkzeug zur Verbesserung der Samenkraft in Reis. J. Integr. Pflanzenbiol. 47, 187–193 (2005).

Artikel Google Scholar

Reka, AA et al. Chemische, mineralogische und strukturelle Merkmale von nativem und expandiertem Perlit aus Mazedonien. Geol. Kroatisch. 72, 215–221 (2019).

Artikel CAS Google Scholar

Guo, C., Shen, Y. & Shi, F. Einfluss von Temperatur, Licht und Lagerzeit auf die Samenkeimung von Pinus bungeana Zucc. ex Endl.: Die Rolle der Samenbedeckungsschichten und Abscisinsäureveränderungen. Wälder 11, 300 (2020).

Artikel Google Scholar

Yang, L.-E. et al. Auswirkungen von Kälteschichtung, Temperatur, Licht, GA3 und KNO3 auf die Samenkeimung von Primula beesiana aus Yunnan, China. Pflanzentaucher. 42, 168–173 (2020).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Bannayan, M., Nadjafi, F., Rastgoo, M. & Tabrizi, L. Keimungseigenschaften einiger wilder Heilpflanzen aus dem Iran. Saatguttechnologie. 28, 80–86 (2006).

Google Scholar

Kamaha, C. & Maguire, J. Einfluss der Temperatur auf die Keimung von sechs Winterweizensorten. Saatgutwissenschaft. Technol. 20, 181–185 (1992).

Google Scholar

Zeinati, E., Soltani, A., Galeshi, S. & Sadati, S. Kardinaltemperaturen, Reaktion auf die Temperatur und Bereich der thermischen Toleranz für die Samenkeimung in Weizensorten (Triticum aestivum L.). Elektron. J. Crop Prod. 3, 23–42 (2010).

Google Scholar

Baskin, CC & Baskin, JM Seeds: Ökologie, Biogeographie und Evolution von Ruhe und Keimung (Elsevier, 1998).

Google Scholar

Vishal, B. & Kumar, PP Regulierung der Samenkeimung und abiotischen Stresses durch Gibberelline und Abscisinsäure. Vorderseite. Pflanzenwissenschaft. 9, 838 (2018).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Toh, S. et al. Durch hohe Temperaturen induzierte Abscisinsäure-Biosynthese und ihre Rolle bei der Hemmung der Gibberellin-Wirkung in Arabidopsis-Samen. Pflanzenphysiologie. 146, 1368–1385 (2008).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Geshnizjani, N., Ghaderi-Far, F., Willems, LA, Hilhorst, HW & Ligterink, W. Charakterisierung und genetische Variation für die Thermohemmung und Thermoruhe von Tomatensamen. BMC Plant Biol. 18, 1–12 (2018).

Artikel CAS Google Scholar

Szczerba, A. et al. Einfluss niedriger Temperaturen auf Keimung, Wachstum und Samenertrag von vier Sojabohnensorten (Glycine max L.). Agronomie 11, 800 (2021).

Artikel CAS Google Scholar

Arun, MN et al. Pflanzenstressphysiologie – Perspektiven in der Landwirtschaft (IntechOpen, 2022).

Google Scholar

Ali, LG, Nulit, R., Ibrahim, MH & Yien, CYS Wirksamkeit der KNO3-, SiO2- und SA-Grundierung zur Verbesserung des Auflaufens, des Keimlingswachstums und der antioxidativen Enzyme von Reis (Oryza sativa) bei Trockenheit. Wissenschaft. Rep. 11, 1–11 (2021).

CAS Google Scholar

Harris, D. et al. Saatgutvorbereitung auf dem Bauernhof: Mit partizipatorischen Methoden eine Schlüsseltechnologie wiederbeleben und verfeinern. Landwirtschaft. Syst. 69, 151–164 (2001).

Artikel ADS Google Scholar

Mondal, S. & Bose, B. Samenvorbereitung: Eine Verbindungstechnologie zwischen Samen, Samenkeimung und Keimlingsbildung. in Plant Reproductive Ecology-Recent Advances (Hrsg. Rustagi, A., & Chaudhry, B.) 107–122 (IntechOpen, 2021).

Damalas, CA, Koutroubas, SD & Fotiadis, S. Hydro-Priming-Effekte auf die Samenkeimung und die Feldleistung von Ackerbohnen bei der Frühjahrssaat. Landwirtschaft 9, 201 (2019).

Artikel CAS Google Scholar

Sağlam, S., Sibel, D., Gamze, K. & Gürbüz, A. Hydropriming erhöht die Keimung von Linsen (Lens culinaris Medik.) unter Wasserstress. Nicht. Wissenschaft. Biol. 2, 103–106 (2010).

Artikel Google Scholar

Yan, M. Die Samenvorbereitung stimuliert die Keimung und das frühe Keimlingswachstum von Chinakohl unter Trockenstress. S. Afr. J. Bot. 99, 88–92 (2015).

Artikel CAS Google Scholar

Armin, M., Asgharipour, M. & Razavi-Omrani, M. Die Wirkung der Samenvorbereitung auf die Keimung und das Keimlingswachstum von Wassermelonen (Citrullus lanatus). Adv. Umgebung. Biol. 4, 501–505 (2010).

Google Scholar

da Silva Oliveira, CE et al. Die Samenvorbereitung verbessert die Keimung und Wachstumsrate von Melonensämlingen unter Salzstress. Ciênc. Ländlich https://doi.org/10.1590/0103-8478cr20180588 (2019).

Artikel Google Scholar

Mohammadi, G. Die Wirkung der Samenvorbereitung auf Pflanzenmerkmale von im Spätfrühling gesäten Sojabohnen (Glycine max L.). Bin. Eurasischer J. Agric. Umgebung. Wissenschaft. 5, 322–326 (2009).

CAS Google Scholar

Kaya, MD, Okçu, G., Atak, M., Cıkılı, Y. & Kolsarıcı, Ö. Saatgutbehandlungen zur Überwindung von Salz- und Trockenstress während der Keimung bei Sonnenblumen (Helianthus annuus L.). EUR. J. Agron. 24, 291–295 (2006).

Artikel CAS Google Scholar

Younesi, O. & Moradi, A. Auswirkung der Grundierung von Samen von Medicago sativa „Bami“ mit Gibberellinsäure auf die Keimung, das Keimlingswachstum und die Aktivität antioxidativer Enzyme unter Salzstress. J. Hortic. Res. 22, 167–174 (2014).

Artikel CAS Google Scholar

Abiri, R. et al. Quantitative Bewertung der Keimung von Indica-Reis durch Hydropriming, Hormonpriming und Polyethylenglykolpriming. Kind. J. Agrar. Res. 76, 392–400 (2016).

Artikel Google Scholar

Tahaei, A., Soleymani, A. & Shams, M. Samenkeimung der Heilpflanze Fenchel (Foeniculum vulgare Mill), wie sie durch verschiedene Vorbereitungstechniken beeinflusst wird. Appl. Biochem. Biotechnologie. 180, 26–40 (2016).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Chunthaburee, S., Sanitchon, J., Pattanagul, W. & Theerakulpisut, P. Linderung von Salzstress bei Sämlingen von schwarzem Klebreis durch Samengrundierung mit Spermidin und Gibberellinsäure. Nicht. Bot. Horti Agrobot. Cluj-Napoca 42, 405–413 (2014).

Artikel CAS Google Scholar

Gallardo, K. et al. Proteomik der Samenkeimung von Arabidopsis. Eine vergleichende Studie von Wildtyp- und Gibberellin-defizienten Samen. Pflanzenphysiologie. 129, 823–837 (2002).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Singh, A., Dahiru, R., Musa, M. & Sani Haliru, B. Einfluss der Osmopriming-Dauer auf die Keimung, das Auflaufen und das frühe Wachstum von Kuhbohnen (Vigna unguiculata (L.) Walp.) in der Sudan-Savanne von Nigeria . Int. J. Agron. 2014, 1–4 (2014).

Google Scholar

Singh, A., Dahiru, R. & Musa, M. Einfluss der Osmopriming-Dauer auf die Keimung, das Auflaufen und das Keimlingswachstum von Sorghum. Saatguttechnologie. 34, 111–118 (2012).

Google Scholar

Hernández, JA, Díaz-Vivancos, P., Acosta-Motos, JR & Barba-Espín, GJS Die Behandlung mit Kaliumnitrat ist mit der Modulation der Samenwasseraufnahme, des antioxidativen Stoffwechsels und des Phytohormonspiegels von Erbsensämlingen verbunden. Samen 1, 5–15 (2021).

Artikel Google Scholar

Marcos Filho, J. Physiologie kultivierter Pflanzensamen: Fealq. FEALQ, Piracicaba, Brasilien (2015).

Ruttanaruangboworn, A., Chanprasert, W., Tobunluepop, P. & Onwimol, D. Wirkung der Samenvorbereitung mit unterschiedlichen Konzentrationen von Kaliumnitrat auf das Muster der Samenaufnahme und Keimung von Reis (Oryza sativa L.). J. Integr. Landwirtschaft. 16, 605–613 (2017).

Artikel CAS Google Scholar

Tombegavani, SS, Zahedi, B., Mousavi Fard, S. & Ahmadpour, A. Reaktion der Keimung und des Keimlingswachstums von Pfeffersorten auf die Samenvorbereitung durch Pflanzenwachstumsregulatoren. Int. J. Hortic. Wissenschaft. Technol. 7, 59–68 (2020).

CAS Google Scholar

Ma, H.-Y. et al. Eine mehrjährige vorteilhafte Wirkung der Samenvorbereitung mit Gibberellinsäure-3 (ga 3) auf das Pflanzenwachstum und die Produktion in einem mehrjährigen Gras, Leymus chinensis. Wissenschaft. Rep. 8, 1–9 (2018).

Artikel ADS Google Scholar

Finch-Savage, WE & Bassel, GW Samenstärke und Pflanzenaufbau: Leistungssteigerung über die Anpassung hinaus. J. Exp. Bot. 67, 567–591 (2016).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Bose, B., Srivastava, A. & Siddique, A. Einfluss von mit Nitratsalz gehärteten Samen und Aussaatterminen auf den Keimlingsstand, das Wachstum, die Ertragseigenschaften, den Stickstoff- und Stressstoffwechsel von Reis. Int. J. Agrar. Umgebung. Biotechnologie. 9, 381–392 (2016).

Artikel Google Scholar

Thejeshwini, B., Manohar Rao, A., Hanuman Nayak, M. & Sultana, R. Wirkung der Samenvorbereitung auf das Pflanzenwachstum und den Zwiebelertrag bei Zwiebeln (Allium cepa L.). Int. J. Curr. Mikrobiol. Appl. Wissenschaft. 8, 1242–1249 (2019).

Artikel CAS Google Scholar

Zhu, ZH et al. Auswirkungen von Saatgutvorbereitungsbehandlungen auf die Keimung und Entwicklung von zwei Rapssorten (Brassica napus L.) unter dem gleichzeitigen Einfluss von niedrigen Temperaturen und Trockenheit. Plos eins 16, e0257236 (2021).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Hasanuzzaman, M. & Fotopoulos, V. Grundierung und Vorbehandlung von Samen und Setzlingen (Springer, 2019).

Buchen Sie Google Scholar

Shukla, N. et al. Einfluss verschiedener Konzentrationen von GA3 und NAA und ihrer Anwendungsmethoden auf Wachstum und Ertrag von Zwiebeln (Allium cepa L.). Fortschritt. Hortisch. 42, 111–113 (2010).

Google Scholar

Adnan, M. et al. Saatgutvorbereitung; Eine wirksame Möglichkeit, das Pflanzenwachstum zu verbessern. EG-Agrar. 6, 01–05 (2020).

Google Scholar

Ghobadi, M., Shafiei-Abnavi, M., Jalali-Honarmand, S., Ghobadi, M. & Mohammadi, G. Verbessern KNO3 und Hydropriming die Keimung und das Keimlingswachstum von Weizensamen (Triticum aestivum L.)? Ann. Biol. Res. 3, 3156–3160 (2012).

CAS Google Scholar

Ahmadvand, G., Soleimani, F., Saadatian, B. & Pouya, M. Auswirkungen der Samenvorbereitung auf die Keimung und das Auflaufen von zwei Sojabohnensorten unter Salzstress. J. Basic Appl. Wissenschaft. Res. 3, 234–241 (2012).

CAS Google Scholar

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Diese Studie wurde im Rahmen des International Cooperation Program (Korea-South Africa Cooperative Research Project for Excavation of Candidate Resources of Complementary and Alternative Medicine) unterstützt, das von der National Research Foundation of Korea verwaltet wird (Grant No. 2017093655 und KIOM: D17470). Darüber hinaus wurde diese Arbeit auch von der Entwicklung grundlegender Techniken für die heimische Produktion pflanzlicher Arzneimittel (K18405), der Entwicklung nachhaltiger Anwendungen für Standard-Kräuterressourcen (KSN2013320) und dem Korea Institute of Oriental Medicine durch das Ministerium für Wissenschaft und Wissenschaft unterstützt IKT, Südkorea.

Herbal Medicine Resources Research Center, Korea Institute of Oriental Medicine (KIOM), 111 Geonjae-ro, Naju-si, Jeollanam-do, 58245, Republik Korea

Denis Okello, Roggers Gang, Endang Rahmat, Yuseong Chung und Youngmin Kang

Hauptfach Koreanische Konvergenzmedizin, Universität für Wissenschaft und Technologie (UST), Daejeon, Republik Korea

Denis Okello, Roggers Gang, Endang Rahmat und Youngmin Kang

Natural Chemotherapeutics Research Institute (NCRI), Gesundheitsministerium, Postfach 4864, Kampala, Uganda

Richard Komakech & Francis Jl

National Semi-Arid Resources Research Institute (NaSARRI), Postfach 56, Soroti, Uganda

Rogers Gang

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DO konzipierte die Forschungsidee, entwarf den Versuchsplan, beteiligte sich an jeder Phase und allen Teilen der Forschungsarbeit, führte die statistischen Analysen durch und verfasste das Manuskript. RK sammelte die experimentellen Daten. RG sammelte das Pflanzenmaterial und schrieb das Manuskript. ER, YC und FO haben das Manuskript gelesen, überarbeitet und verbessert. YK lieferte die technische Anleitung, überwachte die gesamte Forschungsarbeit, las und verbesserte das Manuskript. Alle Autoren haben das endgültige Manuskript gelesen und genehmigt.

Korrespondenz mit Youngmin Kang.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Okello, D., Komakech, R., Gang, R. et al. Einfluss verschiedener Temperaturen, Samenvorbereitungsbehandlungen und -dauern auf Keimung und Wachstum der Heilpflanze Aspilia africana. Sci Rep 12, 14180 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-18236-2

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Eingegangen: 30. November 2021

Angenommen: 08. August 2022

Veröffentlicht: 19. August 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-18236-2

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