하미과 육묘기 과산화수소 처리에 의한 고온스트레스 경감 효과 구명 = Exogenous Application of Hydrogen Peroxide Alleviates High-temperature Stress in Hami Melon Seedlings

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 고온기 하미과 육묘 단계에서 과산화수소 경 엽처리에 따른 고온스트레스 경감 효과를 평가하고, 이에 수 반되는 유묘(‘HJ’, ‘HG’)의 항산화 활성 증가와 생장 억제 회 복 등 반응 기작과 품종 간 반응 차이를 비교·분석하였다. 3주 령 유묘에 250mM 과산화수소를 3일 간격으로 엽면살포한 뒤, 주간 35°C/야간 24°C의 고온에 노출시켰다. 그리고 생육 특성, 총 엽록소 함량, superoxide dismutase와 catalase 항산 화 활성, DPPH 및 ABTS 라디칼 소거능, 지질과산화, 리그닌 함량을 정량하였다. 고온은 유묘 생장을 크게 억제하고, 잎의 전개와 엽록소 함량을 감소시켰다. 그러나 과산화수소 처리 는 고온에 의해 억제된 잎 전개와 생장을 부분적으로 회복시 키고, 총 엽록소 함량을 유지·회복시키는 경향을 보였다. 또한 고온 하에서 과산화수소 처리 유묘는 SOD·CAT 활성이 증가 하여 ROS 해독 능력이 강화되었으며, 지질과산화(TBARS) 는 감소하여 세포막 손상이 완화되었음을 시사하였다. 비효 소적 항산화능(DPPH, ABTS)은 고온 조건에서 전반적으로 증가하였고, 품종별로 ‘HG’는 상대적으로 높은 기본 항산화 능을, ‘HJ’는 고온에서의 유도 반응이 두드러지는 양상을 보 였다. 리그닌 함량 또한 두 품종 모두 증가하여 고온 조건에서 의 세포벽 강화 가능성을 추가로 시사했으며, 특히 ‘HG’는 고 온 조건에서 과산화수소 처리시 리그닌 축적 폭이 크게 나타 나 구조적 방어 기능이 강화되는 특징을 보였다. 결과적으로 육묘기 과산화수소 엽면살포는 효소적·비효소적 항산화 방어 와 세포벽 보강을 동반하는 프라이밍 효과를 통해 하미과 유 묘의 고온스트레스 경감에 기여하며, 여름철 고온환경에서 육묘 및 포장 재배 시 내서성 향상을 위한 실용적 방법으로서 과산화수소 엽면살포 처리에 대한 생리적 근거를 제시한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

TThis study evaluated whether exogenous hydrogen peroxide (H O ) can mitigate high-temperature (HT) 22 injury in Hami melon (Cucumis melo var. inodorus Jacq.) seedlings by enhancing antioxidant capacity and facilitating growth recovery. Three-week-old seedlings were foliar-sprayed with 250 mM H₂O₂ at 3-day intervals and then exposed to HT conditions (35°C day/24°C night). Growth traits, leaf area, total chlorophyll, activities of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), non-enzymatic antioxidant capacity (DPPH and ABTS radical-scavenging assays), lipid peroxidation [malondialdehyde (MDA)], and lignin content were quantified. HT markedly inhibited seedling growth, reduced leaf expansion and leaf area, and decreased total chlorophyll content. However, H O treatment attenuated these 22 HT-induced losses by partially restoring leaf development and growth and by maintaining or recovering total chlorophyll under HT. Under HT, H O -treated seedlings exhibited increased SOD and CAT activities, indicating strengthened 22 reactive oxygen species (ROS) detoxification, while MDA levels decreased, suggesting improved redox homeostasis and reduced membrane damage. Non-enzymatic antioxidant capacity generally increased under HT, with clear cultivar- dependent patterns: ‘HG’ showed relatively higher basal antioxidant capacity, whereas ‘HJ’ displayed a more pronounced inducible response under heat stress. Lignin content increased in both cultivars, further implying cell-wall reinforcement under HT; notably, ‘HG’ exhibited a larger H O -induced increase in lignin accumulation, consistent with enhanced 22 structural defense. Collectively, these results show that foliar H O functions as an effective priming agent to alleviate 22 HT stress in Hami melon seedlings by coordinating enzymatic and non-enzymatic antioxidant defenses and strengthening structural barriers. This work provides a physiological basis for deploying H O foliar priming as a practical strategy to 22 improve heat tolerance—particularly relevant to nursery and field production under warming summer conditions.