The Relation between Fertilization Practices and Functional Metabolites of Crops: A Review

Abstract

Various researches on the effects of fertilization levels on functional metabolites in crop have been conducted. This review summarizes the previous studies on the relation between fertilization supply and accumulation of metabolites (phenolics, carotenoids, ascorbic acid and glucosinolates) which function as antioxidants in crop. The accumulation of phenolic compounds is related to the activation of phenylalanine ammonia lyase (PAL) in phenylpropanoid pathway. Most of the previous studies discuss that low nitrogen (N) supply activates PAL, thereby increasing the synthesis of phenolics. Similarly, high N supply leads to a decrease in ascorbic acid because of the shading effect derived from the accelerated vegetative growth under high N level. Unlike the phenolics and ascorbic acid, carotenoids are accumulated with increasing N supply. In this regard, the previous studies explain that N is a main element closely associated with formation of key enzyme for the synthesis of carotenoids. Glucosinolates are generally increased under decreasing N supply and increasing S supply. Although the previous studies show similar trends about the accumulation of metabolites by nutrient level, they also suggest that many other factors including crop types, cultivars, cultural environment (water, temperature, light, etc.) influence the accumulation of functional metabolites in crop.

Varying Effects of Artificial Light on Plant Functional Metabolites

“…자연광을 사용하지 않는 밀폐형 식물생산 시스 템에서 얻어지는 결과와 온실 및 비닐하우스와 같은 재배 시 설에 보광을 하는 경우 작물에 미치는 영향이 다를 수 있다 (Heo et al, 2010;Heo et al, 2015). 이는 광질에 따라 작 물 내 생산되는 대사물질이 변할 수 있으며, 광질을 포함한 양수분조건 등의 환경요인에 의해 기능성물질 생산이 달라질 수 있기 때문이다 (Li and Kubota, 2009;Lee et al, 2016;Lim et al, 2016aLim et al, , 2016b. 본 리뷰에서는 밀폐형 식물생산 시스템과 시설재배에서 보광으로 사용된 광질이 식물체 내 기능성 물질에 어떠한 효과를 주었는지 비교, 정리를 통해 효 과적인 인공광원 사용방법에 대해 고찰해 보고자 한다.…”

Effects of Water Deficit and UV-B Radiation on Accumulation of Functional Metabolites in Crops: A Review

“…작물에 함유된 기능성 대사 물질은 암, 심혈관계 질환 등의 발병 위험성을 낮출 뿐만 아 니라 항암, 항염증, 항균, 항노화, 혈당저하 작용 등 건강 개 선에 유익하다 (Chenard et al, 2005;Dai and Mumper, 2010;Duthie et al, 2000). 대표적 물질로는 flavonoid, anthocyanin과 같은 페놀성 화합물 (phenolics), carotene, lycopene 과 같은 카로티노이드계 화합물 (carotenoids) 등이 있으며, 이러한 기능성 대사물질들은 주로 과일이나 채소에 다량 함 유되어 있다 (Ǻkerström et al, 2009;Chenard et al, 2005;Kopsell et al, 2007;Lim et al, 2016;Reif et al, 2012;Soubeyrand et al, 2014). (Conesa et al, 2016;Costa et al, 2007;Ripoll et al, 2016).…”