Effect of Shading, Light Quality, and Chemical Elicitation on Growth and Bioactive Compound Content of Potentilla kleiniana Wight et Arnott

Potentilla kleiniana is a perennial herb beloning to Rosaceae family. Herein we investigated the effect of light intensity, light quality and chemical elicitor on plant growth and the accumulation of bioactive compounds in P. kleiniana. After 60 days of cultivation under different shading level [0% (200 μmol·m⁻²·s⁻¹), 35% (95 μmol·m⁻²·s⁻¹), 55% (65 μmol·m⁻²·s⁻¹), 75% (40 μmol·m⁻²·s⁻¹)] in the greenhouse, chlorophyll and carotenoid content were the highest under 35% treatment, however, plant height, leaf number and biomass were the highest under non-shading. As a result of cultivation among strong light condition as a control, florescence and three mixture light sources [red:white:blue (RWB) = 8:1:1, red:blue (RB) = 8:2, red:green:blue (RGB) = 8:1:1] as treatments in plant growth chamber (25 ± 2℃, 185 ± 3 μmol·m⁻²·s⁻¹), growth, biomass, chlorophyll content low difference between total phenolic compouds and flavonoid content were higher under RWB treatment. DPPH radical elimination ability was the highest under all treatments especially florescence and RGB treatment except control. As a result of treating chemical elicitor [salicylic acid (SA), methyl jasmonate (MeJA)] concentration (0, 50, 100, 200 μM) respectively, plant height, petiole diameter and biomass were higher under non-treatment, MeJA 50 μM. It was investigated that fresh weight and dry weight under MeJA 50 μM treatment were especially a little high. Total phenolic compounds and flavonoid content of SA 50 μM treatment was the highest but DPPH radical elimination ability was significantly the highest under MeJA 200 μM (88.65%) and MeJA 50 μM (87.84%) treatment. Thus, this study suggested that we determined optimal shading and light quality in the greenhouse and plant growth chamber also confirmed bioactive compound content, antioxidant ratio increase according to different chemical elicitation concentration.

가락지나물의 생장과 생리활성물질 함량에 미치는 차광, 광질 및 화학적 엘리시테이션

가락지나물은 장미과에 속하는 다년생 초본으로 potentillin, agrimoniin 등 생리활성물질은 한약재와 화장품 원재료로 이용되고 있다. 본 연구는 가락지나물의 재배 시 차광, 광질 및 화학적 elicitation에 따른 생육, 바이오매스, 엽록소함량, 생리활성물질 함량 축적효과를 조사하여 생산조건을 구명하고자 하였다. 온실에서 재배 중인 가락지나물을 각각 다른 차광조건[0% (200 μmol·m⁻²·s⁻¹), 35% (95 μmol·m⁻²·s⁻¹), 55% (65 μmol·m⁻²·s⁻¹), 75% (40 μmol·m⁻²·s⁻¹)]에서 60일간 재배한 결과, 엽록소 함량과 카로티노이드 함량은 35% 처리구에서 가장 높았으나 개체당 초장, 엽수와 바이오매스는 무차광구에서 가장 높은 것으로 조사되었다. 식물생장상 내(25 ± 2℃, 185 ± 3 μmol·m⁻²·s⁻¹)에서 형광등과 3가지 혼합광원 [red:white:blue(RWB) = 8:1:1, red:blue(RB) = 8:2, red:green:blue(RGB) = 8:1:1] 처리구에서 재배한 결과, RWB 처리구에서 생장, 바이오매스, 엽록소함량, 총 페놀화합물과 플라보노이드 함량이 높은 것으로 나타났다. DPPH 라디칼 소거능은 모든 처리구에서 높았으며, 특히 형광등과 RGB 처리구에서 가장 높았다. 화학적 elicitor (SA; salicylic acid, MeJA; methyl jasmonate)를 0, 50, 100, 200 μM 농도별로 처리한 결과, 무처리구와 MeJA 50 μM 처리구에서 초장, 엽병직경, 바이오매스가 높게 조사되었다. 또한 MeJA 50 μM 처리구의 생체중과 건체중이 높은 것으로 나타났다. SA 50 μM 처리구에서의 총 페놀화합물(33.20 ㎎·g DW⁻¹)과 플라보노이드 함량(7.18 ㎎·g DW⁻¹)은 높게 분석되었으나 DPPH 라디칼 소거능은 MeJA 200 μM 처리구(88.65%)에서 유의적으로 높게 나타났다. 본 연구를 통해 가락지나물의 높은 생장, 바이오매스, 기능성물질 함량을 얻기 위한 온실과 식물생장상 내 최적의 차광 및 광질조건을 구명하였으며, 화학적 elicitation 농도에 따른 생리활성물질 함량과 항산화도를 확인하였다.