ผลของสารอัลลีโลพาธิกจากผักแครด (Synedrella nodiflora (L.) Gaertn.) ต่อสรีรวิทยาการงอกของกวางตุ้ง (Brassica chinensis Jusl var parachinensis (Bailey) Tsen & Lee)

Allelopathic Effect from Synedrella nodiflora (L.) Gaertn.) on Seed-Germinating Physiology of Pakchoi (Brassica chinensis Jusl var parachinensis (Bailey) Tsen & Lee)

Authors

  • ยุวะธิดา กิ่งทอง
  • ภาคภูมิ พระประเสริฐ

Keywords:

อัลลีโลพาธิก, ผักแครด, สรีรวิทยาการงอก, กวางตุ้ง, Allelopathics, Synedrella nodiflora (L.) Gaertn., physiology of seed germination, pakchoi

Abstract

อัลลีโลพาธี (allelopathy) เป็นปรากฏการณ์ที่พืชปลดปล่อยสารอัลลีโลพาธิก (allelopathics) เพื่อยับยั้งการเจริญเติบโตของพืชข้างเคียง เพื่อลดการแข่งขันการใช้ทรัพยากรที่มีอยู่อย่างจำกัด ซึ่งอาจนำไปสู่การใช้ประโยชน์ในการทำการเกษตร ในการศึกษานี้จึงได้ศึกษาถึงผลของสารสกัดจากผักแครด (Synedrella nodiflora (L.) Gaertn.) ต่อการงอกและการเจริญเติบโตของกวางตุ้ง (Brassica chinensis Jusl var parachinensis (Bailey) Tsen & Lee) โดยทดสอบกับสารสกัดจากผักแครดที่สกัดด้วยเอทธานอล ที่มีความเข้มข้นระหว่าง 1.3-13.0 มิลลิกรัม/มิลลิลิตร เป็นเวลา 7 วัน พบว่า ความเข้มข้นของสารสกัดจากผักแครดที่ทำให้กวางตุ้งงอกลดลง 50 เปอร์เซ็นต์ (IC50) เท่ากับ 2.96 มิลลิกรัม/มิลลิลิตร ซึ่งมีค่าออสโมติกโพเทนเชียลเท่ากับ -0.08 MPa จากนั้นทำการศึกษาสรีรวิทยาการงอกของเมล็ด โดยทำการเพาะเมล็ดกวางตุ้งในสารสกัดที่ IC50 เปรียบเทียบกับสารละลายกลูโคส NaCl KNO3 ที่มีค่าออสโมติกโพเทนเชียลเท่ากัน (-0.08 MPa) และน้ำกลั่น พบว่าการงอกของเมล็ดที่เพาะในสารละลายกลูโคส NaCl KNO3 และน้ำกลั่นไม่แตกต่างกัน แต่แตกต่างจากสารสกัดอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (P≤0.05) และเมื่อทดสอบการดูดน้ำของเมล็ดเป็นเวลา 0-24 ชั่วโมง พบว่าการดูดน้ำของเมล็ดที่แช่ในสารสกัดไม่แตกต่างจากเมล็ดที่แช่ในน้ำ สารละลายกลูโคส NaCl และ KNO3 ในทุกช่วงเวลาและเมื่อทดสอบการเปลี่ยนแปลงของอาหารสะสมในเมล็ดที่ได้รับสารสกัดเป็นเวลา 7 วัน เปรียบเทียบกับชุดควบคุม พบว่า เมล็ดที่ได้รับสารสกัดมีปริมาณแป้งสะสม มากกว่าชุดควบคุม แต่มีปริมาณน้ำตาลในเมล็ดกำลังงอกน้อยกว่าชุดควบคุม และยังพบอีกว่าปริมาณโปรตีนที่พบในเมล็ดที่ได้รับสารสกัดจากผักแครดมีปริมาณโปรตีนไม่แตกต่างจากเมล็ดแห้ง และมีปริมาณสูงกว่าชุดควบคุม จึงสามารถสรุปได้ว่า สารสกัดจากผักแครดสามารถยับยั้งการงอกของเมล็ดกวางตุ้งได้ โดยไม่มีผลต่อการดูดน้ำของเมล็ด แต่มีผลต่อการนำอาหารสะสมของเมล็ดมาใช้ระหว่างการงอก  Allelopathy is a natural phenomenon that plants release allelopathics to inhibit neighbor plants to reduce the resources revening. This can be developed and use in agriculture. In this study, the Synedrella nodiflora (L.) Gaertn. ethanol extract was used to test seed germination and growth of pakchoi (Brassica chinensis Jusl var parachinensis (Bailey) Tsen & Lee) at the concentration range between 1.3 and 13.0 mg/mL for 7 days. The results show that the IC50 of extract was 2.96 mg/mL. and the osmotic potential was -0.08 MPa. The physiology of seed gemination was tested. Seeds were geminated in IC50 of extract, sucrose, NaCl, and KNO3 (with -0.08 MPa osmotic potential). The results revealed that the percent of gemination and growth of seed soaked in water, sucrose, NaCl, and KNO3 were not different but statistic significant different (P≤0.05) from extract treated seeds. Seed water absorption in extract, sucrose, NaCl, and KNO3 was determined and compared with water for 0-24 hour. This show that seed water absorption was not statistically different at all time points. The change of seed storages was also determined in seeds treated by the extract (at IC50) compared to the control for 7 days. Extract treated seed showed higher starch content than the control but lower reducing sugar content. The protein content of treated seeds was not statistically different from untreated dry seeds, but the control had statistic significant lower protein content (P≤0.05). In conclude, the extract can inhibit pakchoi gemination which no effect on water absorption but showed the effect on food storages utilization during germination.

References

Batish, D. R., Setia, N., Singh, H. P., & Kohli, R. K. (2004). Phytotoxicity of lemon-scented eucalypt oil and its potential use as a bioherbicide. Crop Protection, 23(12), 1209-1214.

Batish, D. R., Singh, H. R., Kohli, R.K., & Saxena, D.B. (2001). Allelopathic effect of parthenin – a sesquiterpene lactone, on germination, and early growth of mung bean (Phaseolus aureus Roxb.). PGRSA Quaterly, 29(3), 81-91.

Bradford, M. M. (1976). A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry, 72, 248-254.

Chompoo., J., Muangsuai, P., Sawangsri, N., Boonruangrod, R., & Pornprom, T. (2019). Allelopathic effect of water extracts from leaves and stems of Tagetes spp. on growth of weeds and crops. Journal of Agricultural Science and Management, 2(2), 5-15. (in Thai)

Chung, I. M., Kim, K. H., Ahn, J. K., Lee, S. B., Kim S. H., & Hahn, S. J. (2003). Comparision of allelopathic potential of rice leaves, straw and hull extract on barnyardgrass. Agronomy Journal, 95, 1063-1070.

Finney, D. J. (1971). Probit Analysis. Cambridge: Cambridge University Press.

Kato-Noguchi, H. (2020). Involvement of allelopathy in the invasive potential of Tithonia diversifolia. Plants, 9(6), 766.

Kato-Noguchi, H. (2021). Phytotoxic substances involved in teak allelopathy and agroforestry. Apply Sciences, 11(8), 3314.

Kato-Noguchi, H., & Macías, F. A. (2005). Effects of 6-methoxy-2-benzoxazolinone on the germination and α-amylase activity in lettuce seeds. Journal of Plant Physiology, 162(12), 1304-1307.

Kingthong, Y., & Phraprasert, P. (2017). Effect of allelopathic from Synedrella nodiflora (L.) Gaertn. leaves on seed germination, growth, and physiology of rice (Oryza sativa L.). Burapha Science Journal, 22(3), 188-204. (in Thai)

Li, J., Zhao., T., Chen, L., Chen, H., Luo, D., Chen, C., Miao, Y., & Liu, D. (2022). Artemisia argyi allelopathy: a generalist compromises hormone balance, element absorption, and photosynthesis of receptor plants. BMC Plant Biology, 22, 368.

Liang, G., & Niu, Y. (2022). The allelopathic effect of para-hydroxybenzoic acid on the gene expression of photosynthesis and respiration in Solanum lycopersicum. Current Plant Biology, 32, 100261.

Mahe, I., Chauvel, B., Colbach, N., Cordeau, S., Gfeller, A., Reiss, A., & Moreau, D. (2022). Deciphering field-based evidences for crop allelopathy in weed regulation. Agronomy for Sustainable Development, 42(50), 1-20.

Nelson, K. M., Bisbing, S., Grossenbacher, D. L., Ritter, M., & Yost, J.M. (2001). Testing an invasion mechanism for Eucalyptus globulus: Is there evidence of allelopathy? Botany, 108(4), 607-615.

Phraprasert, P., & Namnamung, W., (2005). Effect of crude extracts from Synedrella nodiflora (L.) Gaertn. by various solvents on seed germination and growth of some plants. Burapha Science Journal, 10(1-2), 68-75. (in Thai)

Rao, S. C., & Dao, T. H. (1987). Soil water effects on low-temperature seedling emergence of five Brassica cultivars. Agronomy Journal, 79(3), 517-519.

Ravilic, M., Kulundzic, A. M., Balicevic, R., Markovic, M., Vuletic, M. V., Kranjac, D., & Sarajliic, A. (2022). Allelopathic potential of sunflower genotypes at different growth stages on lettuce. Apply Sciences, 12(24), 12568.

Rose, R., Rose, C. L., Omi, S. K., Foory, K.R., Durall, D. M., & Bigg, W. L. (1991). Starch determination by perchloric acid vs enzymes: evaluation the accuracy and precision of six colorimetric methods. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 39, 2-11.

Silva, R. M. G., Brigatti, J. G. F., Santos, V. H. M., Mecina, G. F., & Silva, L. P. (2013). Allelopathic effect of the peel of coffee fruit. Scientia Horticulturae, 158, 39-44.

Soln, K., & Koce, J. D. (2021). Allelopathic root inhibition and its mechanisms. Allelopathy Journal, 52(2), 181-198.

Thonsoongnern, P. & Phraprasert, P. (2019) Effect of allelopathy from Piper betle L. leaves on seed germination, growth, and physiology of mung bean (Vigna radiata (L.) R. Wilczek). Burapha Science Journal, 24(3), 994-1005. (in Thai)

Turk, M. A., & Tawaha, A. M. (2003). Allelopathic effect of black mustard (Brassica nigra L.) on germination and growth of wild oat (Avena fatua L.). Crop Protection, 22, 673-677.

Vitalini, S., Orlando, F., & Iriti, M. (2021). Selective phytotoxic activity of eugenol towards monocot and dicot target species. Natural Product Research, 36(6), 1659-1662.

William, C. S., & William F.S. (1931). A method for the determination of the freezing point depression of aqueous solutions particularly those containing protein. Journal of Biological Chemistry, 91, 217-226.

Zheleva-Dimitrova, D., Sinan, K. I., Etienne, O. K., Zengin, G., Gevrenova, R., Mahomoodally, M. F., Lobine, D. & Mollica, A. (2020). Chemical composition and biological properties of Synedrella nodiflora (L.) Gaertn: A comparative investigation of different extraction methods. Process Biochemistry, 96, 202-212.

Downloads

Published

2023-12-14