Multi-Target Herbicidal Effects of Agave lechuguilla Torr. Extract on Chenopodium album L.: Germination Inhibition, Metabolic Disruption, and Morpho-Physiological Alterations.
Plants (Basel) · 2026 · 15 · PMID 41829775 · 등급6 세포·모델 세포실험 · 농업과 정책 > 기타·종설 · 식물
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지속 가능한 대안을 추구하는 노력은 저항성 퇴치를 위한 다중 표적 작용의 식물 유래 생제초제에 대한 관심을 촉발하였다. 본 연구에서는 광범위하게 문제가 되는 잡초인 Chenopodium album L.(어린양잎)에 대한 Agave lechuguilla 추출물(AGE)의 제초 잠재력을 탐구하였다. 발아 분석, 생화학적 프로파일링, 항산화 효소 활성 측정, 등온 미량열량계 측정, 그리고 거시적 및 현미경적 형태학적 분석을 포함한 다양한 방법들이 AGE가 글리포세이트(1.5%)와 비교하여 미치는 영향을 평가하는 데 사용되었다. 그 결과, AGE는 농도 의존적으로 종자 발아를 억제하였으며, 30 g/L 용량이 가장 유의미한 효과를 보였다. 30 g/L의 AGE로 처리했을 때 총 탄수화물 함량과 카탈라아제 활성은 현저히 감소하였고, 총 지질은 증가했으며 글루타티온 환원효소 활성이 향상되었다. 또한, 대사열 출력을 억제하고 뿌리 및 세포 구조를 심각하게 파괴하여 세포 면적을 51.1% 감소시켰다. 반면, 글리포세이트는 주로 지질 함량을 증가시키고 거의 완전한 대사 억제를 유도하는 동시에 뚜렷한 형태학적 및 효소적 변화를 일으켰다. 이러한 발견은 AGE가 발아, 대사, 산화 균형 및 형태와 관련된 과정을 교란함으로써 글리포세이트의 단일 표적 작용과는 다른 기전을 통해 다중 표적 수확 전 생제초제로 기능함을 보여준다. 이는 지속 가능한 잡초 관리에서의 잠재력을 강조한다.ORIGINAL ABSTRACT
The pursuit of sustainable alternatives has spurred interest in plant-derived bioherbicides with multi-target actions to combat resistance. This study explored the herbicidal potential of Agave lechuguilla extract (AGE) against the widely problematic weed Chenopodium album L. (lambsquarters). Various methods, including germination assays, biochemical profiling, measurements of antioxidant enzyme activity, isothermal microcalorimetry, and both macroscopic and microscopic morphological analyses, were employed to evaluate the effects of AGE relative to glyphosate (1.5%). The results indicated that AGE inhibited seed germination in a concentration-dependent manner, with the 30 g/L dose exhibiting the most significant effect. Treatment with 30 g/L of AGE led to a notable decrease in total carbohydrate content and catalase activity, an increase in total lipids, and an enhancement of glutathione reductase activity. Additionally, it suppressed metabolic heat output and severely disrupted root and cellular architecture, resulting in a reduction of cell area by 51.1%. In contrast, glyphosate primarily increased lipid content and induced near-complete metabolic suppression while causing distinct morphological and enzymatic alterations. The findings demonstrate that AGE functions as a multi-target pre-emergence bioherbicide, disrupting processes related to germination, metabolism, oxidative balance, and morphology through mechanisms that differ from the single-target action of glyphosate. This underscores its potential for sustainable weed management.| 저자 | Velázquez-Lizárraga, A. E.; Ríos-González, L. J.; Hernández-Montiel, L. G.; Rodríguez-Jaramillo, C.; Magallón-Servín, P.; Abraham-Jaramillo, E. J.; Ascencio, F.; Reyes, A. G. |
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| 저널 | Plants (Basel, Switzerland) |
| 권·호·쪽 | 15(5) |
| PMID | 41829775 |
| DOI | 10.18637/jss.v067.i01 |