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酸化亜鉛ナノ化培地をグリーンに作製したことで、Panicum virgatum L.のカルス誘導と再生ダイナミクスが向上しました
Green fabricated zinc oxide nanoformulated media enhanced callus induction and regeneration dynamics of Panicum virgatum L.
PMID: 32645102 DOI: 10.1371/journal.pone.0230464.
抄録
本研究では、重要な飼料用草であるPanicum virgatumの組織培養効率を向上させるために、バイオ合成された酸化亜鉛ナノ粒子を使用することに焦点を当てています。微量栄養素である亜鉛は、異なる濃度でパニカム・ヴァージガタムのコールジェネシスと再生効率を向上させた。ここでは、Cymbopogon citratus葉抽出物を用いて酸化亜鉛ナノ粒子を合成し、スイッチグラスの植物再生能力に及ぼす酸化亜鉛ナノ粒子の効果を評価した。X線回折(XRD)と減衰全反射-フーリエ変換赤外(ATR-FTIR)により、緑色に合成された酸化亜鉛ナノ粒子の相純度を確認した。エネルギー分散分光X線（EDS）は、マイナーなピークは酸素（7.32％）を参照しながら、Zn（92.68％）の主要なピークを描いた。このように、ZnO-NPはコールジェネシスに対して非常に有望な結果を示した。最適濃度で生合成したZnO-NPは、植物の再生能力に対して非常に有望な効果を示した。その結果，40 mg/Lを超える高用量の場合には陰性であったが，30 mg/Lの場合には70％，76％の再生率を示した。これらの結果から、ZnO-NPは植物の成長と発達を促進し、ナノスケールでの栄養特性を調整していると結論づけられた。さらに、環境にやさしいZnO-NPs合成法は、他の単子植物においてもin vitro再生回数を向上させることができると考えられる。
The current study focuses on the usage of bio synthesized zinc oxide nanoparticles to increase the tissue culture efficiency of important forage grass Panicum virgatum. Zinc being a micronutrient enhanced the callogenesis and regeneration efficiency of Panicum virgatum at different concentrations. Here, we synthesized zinc oxide nanoparticles through Cymbopogon citratus leaves extract to evaluate the effect of zinc oxide nanoparticles on plant regeneration ability in switchgrass. X-ray diffraction (XRD) and attenuated total reflectance-Fourier transform infrared (ATR-FTIR) validate phase purity of green synthesize Zinc oxide nanoparticles whereas, electron microscopy (SEM) has illustrated the average size of particle 50±4 nm with hexagonal rod like shape. Energy dispersive spectroscopy X-ray (EDS) depicted major peaks of Zn (92.68%) while minor peaks refer to Oxygen (7.32%). ZnO-NPs demonstrated the incredibly promising results against callogenesis. Biosynthesized ZnO-NPs at optimum concentration showed very promising effect on plant regeneration ability. Both the explants, seeds and nodes showed dose dependent response and upon high doses exceeding 40 mg/L the results were recorded negative, whereas at 30 mg/L both explants demonstrated 70% and 76% regeneration frequency. The results conclude that ZnO-NPs enhance the plant growth and development and tailored the nutritive properties at nano-scale. Furthermore, eco-friendly approach of ZnO-NPs synthesis is strongly believed to improve in vitro regeneration frequencies in several other monocot plants.