Microcystis aeruginosa (M. aeruginosa) is a cyanobacterium species that can form harmful algal blooms in freshwater bodies worldwide. The use of pine needle extract (PNE) to control nuisance algae by allelopathic inhibition will be environmentally friendly and promising. PNE removed successfully upto 98% of M. aeruginosa at the following optimal conditions: pH 7, $25^{\circ}C$ of temperature, 100 rpm of mixing rate, 5 min of mixing time. These results was indicated that the amount of 1 g/L PNE was removed 1g dryweight/L of M. aeruginosa. The kinetic data showed substrate inhibition kinetics and maximum growth rate was obtained when the M. aeruginosa was grown in medium containing 0.5 g/L of initial concentration of PNE. Different substrate inhibition models were fitted to the kinetic data and found the Luong model was best. The model predicted kinetic parameters were in agreement with the experimental findings. The natural extract, PNE, can be a promising inhibition due to its high efficiency and low dose requirements.
Kim, Hak-Yoon;Shin, Dong-Hyun;Sohn, Dae-Seung;Lee, In-Jung;Kim, Kil-Ung;Lee, Sang-Chul;Jeong, Hyung-Jin;Cho, Moon-Soo
한국작물학회지
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제46권1호
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pp.22-28
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2001
The induction of enzymes and the accumulation of their end products associated with self-defense mechanism in rice were investigated. When rice leaves were irradiated with UV light, activities of diterpene cyclase, phenylalanine ammonia-lyase (PAL), and cinnamic acid 4-hydroxylase (CA4H) were induced and rice phytoalexin, momilactone A was accumulated. The content of p-coumaric acid in rice leaves was closely correlated with self-defense or allelopathic potential against barnyardgrass. UV-challenged rice leaves gave rise to the inhibition of barnyardgrass growth.
Phenolic compounds such as gallic acid, ferulic acid, p-hydroxybenzoic acid, vanillic acid, salicylic acid, tannic acid, and hydroquinone were identified from the aqueous extracts and volatile substances of tomato plant by paper chromatography, high performance liquid chromatography and gas chromatography. The seed germination and seedling growth of the experimental species, lettuce and egg plant, were severely inhibited in 5$\times$10-3M of phenolic reagents identical to those identified from tomato plant. Germination and growth rate of test species in 5$\times$10-4M and 5$\times$10-5M were higher than that of 5$\times$10-3M. Therefore, 5$\times$10-3M of phenolic compounds would be assumed to be threshold concentration for allelopathic effects.
To investigate phytotoxic substances in some donor plants and their biological activities, seed germination and seedling growth of receptor plants were examined at different concentrations of aqueous extracts and essential oils of the donor plants. Germination of some receptor species was inhibited by the extracts, while seedling growth was decreased to a lesser degree than in the germination test. Germination, seedling growth and dry weight growth of Achyranthes japonica grown in pot were proportionally inhibited by the extracts. Volatile substances emitted some donor plants caused inhibitory effects in the germination and seedling growth of the receptor species. Essential oil of the plants extracted by Karlsruker's apparatus Inhibited growth of microorganisms, callus growth and root hair development of receptor plants. The cortical cells at the root tips of Latuca sativa treated with essential oils showed contraction of the cytoplasm, resulting in plasma membranes becoming detached from the cell walls and the cells metamorphosing irregularity. Accumulation of lipid granules Inside contracted cytoplasm and degeneration of mitochondrial cristae were also observed. The GC/MS method was employed for analysis and identification of allelochemicals from donor plants. Sixty-one chemical substances such as camphene, cineole etc. were identified from essential oils of Artemisia argyi.
Although the number of active workers in Australia is small the range of species associated with allelopathic activity is at least as large as that reported elsewhere in the world. In this paper, work on native and infroduced plants is discussed under the general heading of "conventional allelopathy", thiat is, interactions between plants which are chemically mediated. Work in which compounds associated with allelopathy, in the conventional sense, are biologically active in different contexts is included under "unconventional allelopathy", Examples which involve microorganisms, corals and other marie species, and mammals are discussed.mmals are discussed.
Adhatoda vasica Nees is a shrubby component of tropical and subtropical vegetation in Pakistan. t harbours relatively few unhealthy associated species in and around its thickets. Aqueous extracts, rain leachates, litter from shoots and soil underneath it invariably reduced germination, early growth, biomass, moisture and chlorophyll contents of Pennisetum americanum, Setaria italica, Zea mays, Brassica campestris and Triticum vulgare in different laboratory expreiments. chromatographic analysis revealed the presence of caffeic, ferulic, vanillic, p-coumaric, p-OH-benzoic, and tannic acids in aqueous extracts. The phytotoxicity was related to the test species used, part assayed and parameter measured. It is suggested that the preclusion of the associated species and the dominance of A. vasica is primarily due to allelopathy. Negative grazing also provides better chances for its establishment.
본 연구는 냄새냉이의 군락 형성에 따른 하부식생에 미치는 영향을 환경식물학적 측면에서의 파악과 천연제초제로서의 기초자료를 제공하기 위해 수용성 추출액 농도에 따른 수용체 식물의 발아 및 유식물 생장 등을 조사하였다. 냄새냉이 군락에 근접할수록 1번 조사구(7종, 1.76), 2번 조사구(5종, 1.34), 3번 조사구(5종, 1.25) 순으로 출현종수, 종 다양도가 감소하는 경향을 보였다. 냄새냉이의 수용성 추출액 농도가 증가됨에 따라 대부분 수용체 식물의 상대발아률(r=-0.731, p<0.01), 평균발아기간, 상대신장률(r=-0.571, p<0.01, r=-730, p<0.01), 상태생체량(r=-0.743, p<0.01), 뿌리털 발달 등이 감소하는 경향을 보이고 각각 수용체 식물에 따라 약가의 정도 차를 보였다. 수용체 유식물의 생장은 부위별 억제의 정도 차를 보이는데 수용체 식물의 지상부보다 지하부가 냄새냉이의 수용성추출액에 대해 억제의 경향이 높은 것으로 분석되었다. 냄새냉이의 수용성추출액에 대한 총 페놀 함량은 $23.0{\pm}1.1mg/g$으로 분석되었다. 조사지역의 토양 내 총 페놀 함량은 1번 조사구($0.072{\pm}0.002mg/g$), 2번 조사구($0.082{\pm}0.003mg/g$), 3번 조사구($0.092{\pm}0.004mg/g$) 순으로 증가되는 경향을 보였다. 이들 결과를 종합하면 냄새냉이는 자생식물과의 경쟁함에 있어 알레로파시 효과를 나타내는 페놀 화합물 등이 수관 내 토양으로 방출하여 하부식생에 대한 발아 및 생장 등에 영향을 주기 때문에 경쟁적 우위를 점하고 있으며, 천연제초제로서의 활용 가능성을 가지고 있는 것으로 판단된다.
본 연구는 왕도깨비가지(Solanum viarum Dunal) 군반 형성에 따른 하부식생에 미치는 영향을 파악하기 위해 연접식생법(belt-transect)을 이용한 종 다양성 변화와 제초제와 항균제에 대한 자원화방안의 기초자료로 제공하고자 왕도깨비가지의 수용성 추출액에 대한 알레로패시 효과를 조사하였다. 왕도깨비가지 군반에 근접할수록 1번 조사구($7.7{\pm}2.0$종, $1.5{\pm}0.2$), 2번 조사구($5.3{\pm}1.2$종, $1.2{\pm}0.2$), 3번 조사구($4.0{\pm}1.7$종, $0.9{\pm}0.1$) 순으로 출현종수, 종 다양도가 감소하는 경향을 보였고 조사지역의 토양 내 총 페놀 함량은 1번 조사구($0.16{\pm}0.01mg\;g^{-1}$), 2번 조사구($0.17{\pm}0.01mg\;g^{-1}$), 3번 조사구($0.22{\pm}0.02mg\;g^{-1}$) 순으로 증가되어 토양 내 총 페놀 함량과 조사지역의 종 다양도는 부의 상관(r = -0.692, P<0.05)을 보이는 것으로 분석되었다. 왕도깨비가지의 수용성 추출액에 대한 검정식물의 상대발아율, 평균발아일수, 상대신장율, 생중량, 건중량은 추출액 농도가 증가할수록 전반적으로 감소되었고 검정식물의 종류에 따라 다소 차이를 보였다. 수용성 추출액 동일 농도에서는 시료의 처리 상태에 따라 생전초, 건전초, 종자의 수용성 추출액 순으로 감소되었고 검정식물의 지하부가 지상부보다 억제의 경향이 높았다. 따라서 뿌리털의 발생도 농도가 증가함에 따라 현저하게 뿌리털의 길이와 단위면 적당 뿌리털 수가 감소되었다. 부위별 왕도깨비가지의 총 페놀함량은 줄기(생(生) $0.56{\pm}0.02mg\;g^{-1}$, 건(乾) $1.58{\pm}0.08mg\;g^{-1}$), 뿌리(생(生) $1.77{\pm}0.07mg\;g^{-1}$, 건(乾) $2.64{\pm}0.06mg\;g^{-1}$), 잎(생(生) $6.01{\pm}0.14mg\;g^{-1}$, 건(乾) $7.04{\pm}0.29mg\;g^{-1}$), 종자(생(生) $6.21{\pm}0.17mg\;g^{-1}$, 건(乾) $9.08{\pm}0.73mg\;g^{-1}$) 순으로 증가하고 유식물의 발아율, 유식물의 생장이 반비례함을 보였다. 이들 결과를 종합하면 왕도깨비가지는 자생식물과의 경쟁함에 있어 알레로패시 효과를 나타내는 페놀 화합물을 초관하부 토양으로 방출하여 하부식생에 대한 발아 및 생장 등에 영향을 주기 때문에 경쟁적 우위를 점하고 있으며, 천연제초제로서의 활용 가능성을 가지고 있는 것으로 판단된다.
본 연구는 귀화식물인 서양 금혼초의 수용성 추출액이 화본과 사료작물인 tall fescue, perennial ryegrass, italian ryegrass 3 종류의 생장과 수량에 미치는 타감작용 효과를 조사하기 위해 실시하였다. 사료작물 생장에 미치는 서양 금혼초 수용성 추출액의 영향을 상대 생장율(relative elongation ratio; RER)로 조사한 결과, italian ryegrass가 다른 두 종류 보다 생장이 가장 크게 억제 되었다. 생장에 미치는 영향을 엽신중, 생체중 및 건물중으로 조사한 결과, 3종류 사료작물 모두 생장량이 감소하였다. 서양 금혼초 수용성 추출액의 처리 농도가 높을수록 3종류사료작물의 생장량이 크게 억제 및 감소하였는데, 이와 같은 결과로 서양 금혼초 수용성 추출액은 타감작용 효과가 있음이 밝혀졌다. 서양 금혼초에 함유되어 있는 allelochemicals 물질을 HPLC에 의해 성분 분석한 결과, 부위별로 함량과 조성의 차이가 있었으나 ${\rho}-hydroxybenzoic$ acid, chlorogenic acid, catechin, caffeic acid, syringic acid, salicylic acid, ${\rho}-coumaric$ acid, ferulic acid, hesperidin, frans-cinnamic acid, naringenin 등 11종류의 phenolic compounds 성분이 동정되었며, caffeic acid, ferulic acid, naringenin 3종류는 서양 금혼초 모든 부위에 공통적으로 함유하고 있는 것으로 확인되었다.
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