Колумбиядагы климаттын өзгөрүшүнөн жана ар түрдүүлүктөн улам күрүч өндүрүү азайып баратат.Өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучу каражаттарар кандай өсүмдүктөрдөгү жылуулук стрессин азайтуу стратегиясы катары колдонулган. Ошондуктан, бул изилдөөнүн максаты физиологиялык таасирлерди (стоматалдык өткөргүчтүк, стоматалдык өткөргүчтүк, жалпы хлорофиллдин курамы, айкалышкан жылуулук стрессине (күндүзгү жана түнкү жогорку температура) дуушар болгон эки коммерциялык күрүч генотиптеринин Fv/Fm катышы) жана биохимиялык өзгөрмөлөрдү (малондиялык альдегид (MDA) жана пролин кислотасынын курамы) баалоо болгон. Биринчи жана экинчи эксперименттер тиешелүүлүгүнө жараша эки күрүч генотипинин өсүмдүктөрүн колдонуу менен жүргүзүлдү: Federrose 67 (“F67”) жана Federrose 2000 (“F2000”). Эки эксперимент тең бирге бир катар эксперименттер катары талданды. Белгиленген дарылоо ыкмалары төмөнкүдөй болду: абсолюттук көзөмөл (AC) (оптималдуу температурада өстүрүлгөн күрүч өсүмдүктөрү (күндүзгү/түнкү температура 30/25°C)), жылуулук стрессин көзөмөлдөө (SC) [айкалышкан жылуулук стрессине гана дуушар болгон күрүч өсүмдүктөрү (40/25°C). 30°C)], ал эми күрүч өсүмдүктөрүнө стресс берилип, өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучу каражаттар (стресс+AUX, стресс+BR, стресс+CK же стресс+GA) эки жолу чачылган (жылуулук стрессинен 5 күн мурун жана 5 күн өткөндөн кийин). SA менен чачуу эки сорттун тең жалпы хлорофилл курамын жогорулаткан («F67» жана «F2000» күрүч өсүмдүктөрүнүн жаңы салмагы тиешелүүлүгүнө жараша 3,25 жана 3,65 мг/г болгон), SC өсүмдүктөрүнө («F67» өсүмдүктөрүнүн жаңы салмагы 2,36 жана 2,56 мг болгон). г-1)» жана «F2000» күрүчүнө салыштырмалуу, CKны жалбырактарга чачуу да жылуулук стрессин көзөмөлдөөгө салыштырмалуу «F2000» күрүч өсүмдүктөрүнүн стоматалдык өткөргүчтүгүн жалпысынан жакшырткан (499,25 vs. 150,60 ммоль м-2 с). Жылуулук стресси болгондо, өсүмдүктүн таажысынын температурасы 2–3 °C төмөндөйт жана өсүмдүктөрдөгү MDA курамы азаят. Салыштырмалуу толеранттуулук индекси CK (97,69%) жана BR (60,73%) жалбырактарга чачуу, негизинен F2000 күрүч өсүмдүктөрүндө айкалышкан жылуулук стресси көйгөйүн жеңилдетүүгө жардам берерин көрсөтүп турат. Жыйынтыктап айтканда, BR же CK жалбырактарга чачууну күрүч өсүмдүктөрүнүн физиологиялык жүрүм-турумуна айкалышкан жылуулук стрессинин шарттарынын терс таасирин азайтууга жардам берүүчү агрономиялык стратегия катары кароого болот.
Күрүч (Oryza sativa) Poaceae тукумуна кирет жана жүгөрү жана буудай менен бирге дүйнөдө эң көп өстүрүлүүчү дан өсүмдүктөрүнүн бири болуп саналат (Bajaj жана Mohanty, 2005). Күрүч айдоо аянты 617 934 гектарды түзөт, ал эми улуттук өндүрүш 2020-жылы 2 937 840 тоннаны түзүп, орточо түшүмдүүлүгү 5,02 тонна/га түзгөн (Federarroz (Federación Nacional de Arroceros), 2021).
Глобалдык жылуулук күрүч өсүмдүктөрүнө таасирин тийгизип, жогорку температура жана кургакчылык мезгилдери сыяктуу ар кандай абиотикалык стресстерге алып келүүдө. Климаттын өзгөрүшү глобалдык температуранын жогорулашына алып келүүдө; 21-кылымда температура 1,0–3,7°Cге көтөрүлөт деп болжолдонууда, бул жылуулук стрессинин жыштыгын жана интенсивдүүлүгүн жогорулатышы мүмкүн. Айлана-чөйрөнүн температурасынын жогорулашы күрүчкө таасирин тийгизип, түшүмдүүлүктүн 6–7% га төмөндөшүнө алып келди. Башка жагынан алганда, климаттын өзгөрүшү өсүмдүктөр үчүн жагымсыз экологиялык шарттарга, мисалы, катуу кургакчылык мезгилдерине же тропикалык жана субтропикалык аймактарда жогорку температурага алып келет. Мындан тышкары, Эль-Ниньо сыяктуу өзгөрмөлүү окуялар жылуулук стрессине алып келип, кээ бир тропикалык аймактарда түшүмгө келтирилген зыянды күчөтүшү мүмкүн. Колумбияда күрүч өстүрүүчү аймактарда температура 2050-жылга чейин 2–2,5°Cге көтөрүлүп, күрүч өндүрүшүн азайтып, рынокторго жана жеткирүү чынжырларына продукциянын агымына таасир этет деп болжолдонууда.
Көпчүлүк күрүч өсүмдүктөрү температура өсүмдүктөрдүн өсүшү үчүн оптималдуу диапазонго жакын болгон аймактарда өстүрүлөт (Шах жана башкалар, 2011). Күндүзгү жана түнкү орточо температуранын оптималдуу экени кабарланган.күрүчтүн өсүшү жана өнүгүшүжалпысынан 28°C жана 22°C түзөт (Kilasi et al., 2018; Calderón-Páez et al., 2021). Бул босогодон жогору температура күрүчтүн өнүгүүсүнүн сезгич этаптарында (айдоо, гүлдөө жана дандын толтурулушу) орточо жана катуу жылуулук стрессинин мезгилдерин пайда кылышы мүмкүн, ошону менен дандын түшүмдүүлүгүнө терс таасирин тийгизет. Түшүмдүүлүктүн мындай төмөндөшү негизинен өсүмдүк физиологиясына таасир этүүчү узак мөөнөттүү жылуулук стрессинен улам келип чыгат. Стресстин узактыгы жана жеткен максималдуу температура сыяктуу ар кандай факторлордун өз ара аракеттенүүсүнөн улам, жылуулук стресси өсүмдүктүн зат алмашуусуна жана өнүгүүсүнө бир катар кайтарылгыс зыян келтириши мүмкүн.
Жылуулук стресси өсүмдүктөрдөгү ар кандай физиологиялык жана биохимиялык процесстерге таасир этет. Жалбырактардын фотосинтези күрүч өсүмдүктөрүндө жылуулук стрессине эң сезгич процесстердин бири болуп саналат, анткени күндүзгү температура 35°C ашканда фотосинтез ылдамдыгы 50% га төмөндөйт. Күрүч өсүмдүктөрүнүн физиологиялык реакциялары жылуулук стрессинин түрүнө жараша өзгөрөт. Мисалы, өсүмдүктөр күндүзгү жогорку температурага (33–40°C) же күндүзгү жана түнкү жогорку температурага (күндүз 35–40°C, 28–30°C) дуушар болгондо фотосинтез ылдамдыгы жана стоматалдык өткөрүмдүүлүк басаңдайт (C түн дегенди билдирет) (Lü et al., 2013; Fahad et al., 2016; Chaturvedi et al., 2017). Түнкү жогорку температура (30°C) фотосинтездин орточо басаңдашына алып келет, бирок түнкү дем алууну күчөтөт (Fahad et al., 2016; Alvarado-Sanabria et al., 2017). Стресс мезгилине карабастан, жылуулук стресси жалбырактын хлорофилл курамына, хлорофиллдин өзгөрүлмө флуоресценциясынын максималдуу хлорофилл флуоресценциясына болгон катышына (Fv/Fm) жана күрүч өсүмдүктөрүндөгү Рубисконун активдешүүсүнө да таасир этет (Cao et al. 2009; Yin et al. 2010). ) Санчес Рейносо et al., 2014).
Биохимиялык өзгөрүүлөр өсүмдүктөрдүн жылуулук стрессине адаптацияланышынын дагы бир аспектиси болуп саналат (Вахид жана башкалар, 2007). Пролиндин курамы өсүмдүк стрессинин биохимиялык индикатору катары колдонулган (Ахмед жана Хасан, 2011). Пролин өсүмдүктөрдүн зат алмашуусунда маанилүү ролду ойнойт, анткени ал көмүртек же азот булагы жана жогорку температура шарттарында мембрана стабилизатору катары иштейт (Санчес-Рейносо жана башкалар, 2014). Жогорку температуралар липиддик пероксидация аркылуу мембрананын туруктуулугуна да таасир этет, бул малондиальдегиддин (MDA) пайда болушуна алып келет (Вахид жана башкалар, 2007). Ошондуктан, MDAнын курамы жылуулук стресси астында клетка мембраналарынын структуралык бүтүндүгүн түшүнүү үчүн да колдонулган (Као жана башкалар, 2009; Чавес-Ариас жана башкалар, 2018). Акырында, айкалышкан жылуулук стресси [37/30°C (күн/түн)] күрүчтө электролиттердин агып кетүү пайызын жана малондиальдегиддин курамын жогорулаткан (Лиу жана башкалар, 2013).
Өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучуларды (ӨР) колдонуу жылуулук стрессинин терс таасирин азайтуу үчүн бааланган, анткени бул заттар өсүмдүктөрдүн реакцияларына же мындай стресске каршы физиологиялык коргонуу механизмдерине активдүү катышат (Пелег жана Блумвальд, 2011; Йин жана башкалар, 2011; Ахмед жана башкалар, 2015). Генетикалык ресурстарды экзогендик колдонуу ар кандай өсүмдүктөрдө жылуулук стрессине туруктуулукка оң таасирин тийгизди. Изилдөөлөр көрсөткөндөй, гиббереллиндер (ГА), цитокининдер (CK), ауксиндер (AUX) же брассиностероиддер (BR) сыяктуу фитогормондор ар кандай физиологиялык жана биохимиялык өзгөрмөлөрдүн көбөйүшүнө алып келет (Пелег жана Блумвальд, 2011; Йин жана башкалар. Рен, 2011; Митлер жана башкалар, 2012; Чжоу жана башкалар, 2014). Колумбияда генетикалык ресурстарды экзогендик колдонуу жана анын күрүч өсүмдүктөрүнө тийгизген таасири толук түшүнүлө элек жана изилдене элек. Бирок, мурунку изилдөө көрсөткөндөй, BRди жалбырактарга чачуу күрүч көчөттөрүнүн жалбырактарынын газ алмашуу мүнөздөмөлөрүн, хлорофиллди же пролиндин курамын жакшыртуу менен күрүчтүн чыдамдуулугун жакшырта алат (Quintero-Calderón et al., 2021).
Цитокининдер өсүмдүктөрдүн жылуулук стрессин кошо алганда, абиотикалык стресстерге болгон реакциясын ортомчулук кылат (Ha et al., 2012). Мындан тышкары, СКны экзогендик колдонуу жылуулук зыянын азайта алары кабарланган. Мисалы, зеатинди экзогендик колдонуу жылуулук стресси учурунда сойлоп жүрүүчү бентграсстагы (Agrotis estolonifera) фотосинтез ылдамдыгын, хлорофиллдин а жана в курамын жана электрондордун ташуу натыйжалуулугун жогорулаткан (Xu жана Huang, 2009; Jespersen жана Huang, 2015). Зеатинди экзогендик колдонуу антиоксиданттык активдүүлүктү жакшыртып, ар кандай белоктордун синтезин күчөтүп, өсүмдүк ткандарындагы реактивдүү кычкылтек түрлөрүнүн (ROS) зыянын жана малониальдегиддин (MDA) өндүрүшүн азайта алат (Чернядьев, 2009; Ян жана башкалар, 2009). , 2016; Кумар жана башкалар, 2020).
Гиббереллик кислотасын колдонуу жылуулук стрессине оң реакция көрсөттү. Изилдөөлөр көрсөткөндөй, GA биосинтези ар кандай зат алмашуу жолдорун ортомчулук кылат жана жогорку температура шарттарында толеранттуулукту жогорулатат (Алонсо-Рамирез жана башкалар, 2009; Хан жана башкалар, 2020). Абдель-Наби жана башкалар (2020) экзогендик GAны (25 же 50 мг*л) жалбырактарга чачуу контролдук өсүмдүктөргө салыштырмалуу ысык стрессине кабылган апельсин өсүмдүктөрүндө фотосинтез ылдамдыгын жана антиоксиданттык активдүүлүктү жогорулатышы мүмкүн экенин аныкташкан. Ошондой эле, экзогендик HA колдонуу курма пальмасында (Phoenix dactylifera) жылуулук стресси астында салыштырмалуу нымдуулукту, хлорофиллди жана каротиноиддерди көбөйтүп, липиддердин пероксидациясын азайтаары байкалган (Хан жана башкалар, 2020). Ауксин ошондой эле жогорку температура шарттарына адаптациялык өсүү реакцияларын жөнгө салууда маанилүү ролду ойнойт (Сан жана башкалар, 2012; Ванг жана башкалар, 2016). Бул өсүү жөнгө салуучу абиотикалык стресстин астында пролин синтези же деградация сыяктуу ар кандай процесстерде биохимиялык маркер катары иштейт (Али жана башкалар, 2007). Мындан тышкары, AUX антиоксиданттык активдүүлүктү да жогорулатат, бул липиддик пероксидациянын төмөндөшүнөн улам өсүмдүктөрдө MDAнын төмөндөшүнө алып келет (Bielach жана башкалар, 2017). Сергеев жана башкалар (2018) буурчак өсүмдүктөрүндө (Pisum sativum) жылуулук стрессинин астында пролин – диметиламиноэтоксикарбонилметил)нафтилхлорметил эфиринин (TA-14) курамы жогорулай турганын байкашкан. Ошол эле экспериментте алар AUX менен иштетилбеген өсүмдүктөргө салыштырмалуу иштетилген өсүмдүктөрдө MDAнын төмөнкү деңгээлин да байкашкан.
Брассиностероиддер - жылуулук стрессинин таасирин азайтуу үчүн колдонулган өсүү жөнгө салуучуларынын дагы бир классы. Ogweno жана башкалар (2008) экзогендик BR чачыратуу жылуулук стрессинин астында помидор (Solanum lycopersicum) өсүмдүктөрүнүн таза фотосинтез ылдамдыгын, стоматалдык өткөргүчтүгүн жана Rubisco карбоксилденүүсүнүн максималдуу ылдамдыгын 8 күн бою жогорулаткандыгын билдиришкен. Эпибрассиностероиддерди жалбырактарга чачуу жылуулук стрессинин астында бадыраң (Cucumis sativus) өсүмдүктөрүнүн таза фотосинтез ылдамдыгын жогорулатышы мүмкүн (Yu жана башкалар, 2004). Мындан тышкары, BRди экзогендик колдонуу хлорофиллдин деградациясын кечеңдетет жана сууну пайдалануу эффективдүүлүгүн жана жылуулук стрессинин астында өсүмдүктөрдө PSII фотохимиясынын максималдуу кванттык түшүмүн жогорулатат (Holá жана башкалар, 2010; Toussagunpanit жана башкалар, 2015).
Климаттын өзгөрүшүнө жана өзгөрмөлүүлүгүнө байланыштуу, күрүч өсүмдүктөрү күнүмдүк жогорку температуралардын мезгилине туш болушат (Lesk et al., 2016; Garcés, 2020; Federarroz (Federación Nacional de Arroceros), 2021). Өсүмдүктөрдүн фенотипинде фитонутриенттерди же биостимуляторлорду колдонуу күрүч өстүргөн аймактарда жылуулук стрессин азайтуу стратегиясы катары изилденген (Alvarado-Sanabria et al., 2017; Calderón-Páez et al., 2021; Quintero-Calderón et al., 2021,). Мындан тышкары, биохимиялык жана физиологиялык өзгөрмөлөрдү (жалбырактын температурасы, стоматалдык өткөргүчтүк, хлорофиллдин флуоресценция параметрлери, хлорофиллдин жана салыштырмалуу суунун курамы, малондиальдегид жана пролин синтези) колдонуу күрүч өсүмдүктөрүн жергиликтүү жана эл аралык деңгээлде жылуулук стресси астында скринингдөө үчүн ишенимдүү курал болуп саналат (Sánchez -Reynoso et al., 2014; Alvarado-Sanabria et al., 2017; Бирок, жергиликтүү деңгээлде күрүчкө жалбырак фитогормоналдык чачыратмаларды колдонуу боюнча изилдөөлөр сейрек кездешет. Ошондуктан, өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучуларды колдонуунун физиологиялык жана биохимиялык реакцияларын изилдөө бул үчүн практикалык агрономиялык стратегияларды сунуштоо үчүн чоң мааниге ээ. күрүчтөгү татаал жылуулук стрессинин мезгилинин терс таасирин чечүү. Ошондуктан, бул изилдөөнүн максаты төрт өсүмдүктүн өсүшүн жөнгө салуучуну (AUX, CK, GA жана BR) жалбырактарга колдонуунун физиологиялык (стоматалдык өткөргүчтүк, хлорофиллдин флуоресценция параметрлери жана салыштырмалуу суунун курамы) жана биохимиялык таасирин баалоо болгон. (Фотосинтетикалык пигменттер, малондиальдегид жана пролиндин курамы) Эки өзгөрмөдөгү өзгөрмөлөр Коммерциялык күрүч генотиптери айкалышкан жылуулук стрессине (күндүзгү/түнкү жогорку температура) дуушар болушкан.
Бул изилдөөдө эки көз карандысыз эксперимент жүргүзүлдү. Federrose 67 (F67: акыркы он жылдыкта жогорку температурада өнүккөн генотип) жана Federrose 2000 (F2000: 20-кылымдын акыркы он жылдыкта өнүккөн, ак жалбырак вирусуна туруктуулукту көрсөткөн генотип) генотиптери биринчи жолу колдонулган. уруктар. жана экинчи экспериментте тиешелүүлүгүнө жараша. Эки генотип тең колумбиялык дыйкандар тарабынан кеңири өстүрүлөт. Уруктар 2% органикалык зат кошулган кумдуу чопо топурактан турган 10 литрлик лотокторго (узундугу 39,6 см, туурасы 28,8 см, бийиктиги 16,8 см) себилген. Ар бир лотокко алдын ала өнүп чыккан беш үрөн отургузулган. Палеттер Колумбия Улуттук Университетинин Айыл чарба илимдери факультетинин күнөсканасына, Богота кампусуна (43°50′56″ N, 74°04′051″ W), деңиз деңгээлинен (asl) 2556 м бийиктикте жайгаштырылган. м.) жана 2019-жылдын октябрь айынан декабрь айына чейин жүргүзүлгөн. Бир эксперимент (Федерроз 67) жана экинчи эксперимент (Федерроз 2000) 2020-жылдын ошол эле сезонунда жүргүзүлгөн.
Ар бир отургузуу мезгилинде күнөсканадагы айлана-чөйрөнүн шарттары төмөнкүдөй: күндүзгү жана түнкү температура 30/25°C, салыштырмалуу нымдуулук 60~80%, табигый фотопериод 12 саат (фотосинтетикалык активдүү нурлануу 1500 мкмоль (фотондор) м-2 с-). Түштө 1). Өсүмдүктөр урук чыккандан 20 күндөн кийин (DAE) ар бир элементтин курамына жараша жер семирткич менен азыктандырылган, Санчес-Рейносо ж.б. (2019) боюнча: бир өсүмдүккө 670 мг азот, бир өсүмдүккө 110 мг фосфор, бир өсүмдүккө 350 мг калий, бир өсүмдүккө 68 мг кальций, бир өсүмдүккө 20 мг магний, бир өсүмдүккө 20 мг күкүрт, бир өсүмдүккө 17 мг кремний. Өсүмдүктөрдө бир өсүмдүккө 10 мг бор, бир өсүмдүккө 17 мг жез жана 44 мг цинк бар. Күрүч өсүмдүктөрү бул мезгилде V5 фенологиялык стадияга жеткенде ар бир экспериментте 47 DAEге чейин кармалып турган. Мурунку изилдөөлөр көрсөткөндөй, бул фенологиялык этап күрүчтө жылуулук стрессин изилдөө үчүн ылайыктуу убакыт болуп саналат (Sánchez-Reinoso et al., 2014; Alvarado-Sanabria et al., 2017).
Ар бир экспериментте жалбырактын өсүшүн жөнгө салуучу эки башка каражат колдонулган. Өсүмдүктөрдү экологиялык стресске даярдоо үчүн жалбырактарга фитогормон чачыратмаларынын биринчи топтому жылуулук стресси менен иштетүүдөн 5 күн мурун (42 DAE) колдонулган. Андан кийин өсүмдүктөр стресстик шарттарга дуушар болгондон 5 күн өткөндөн кийин (52 DAE) экинчи жалбырактарга чачыратма берилген. Төрт фитогормон колдонулган жана бул изилдөөдө чачылган ар бир активдүү ингредиенттин касиеттери 1-кошумча таблицада келтирилген. Колдонулган жалбырактын өсүшүн жөнгө салуучулардын концентрациясы төмөнкүдөй болгон: (i) 5 × 10−5 M концентрациясында ауксин (1-нафтилацетат кислотасы: NAA) (ii) 5 × 10–5 M гиббереллин (гиббереллин кислотасы: NAA); GA3); (iii) Цитокинин (транс-зеатин) 1 × 10-5 M (iv) Брассиностероиддер [Спиростан-6-он, 3,5-дигидрокси-, (3b,5a,25R)] 5 × 10-5; M. Бул концентрациялар оң реакцияларды пайда кылып, өсүмдүктөрдүн жылуулук стрессине туруктуулугун жогорулатканы үчүн тандалып алынган (Zahir et al., 2001; Wen et al., 2010; El-Bassiony et al., 2012; Salehifar et al., 2017). Өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучу чачыратмаларсыз күрүч өсүмдүктөрү дистилденген суу менен гана иштетилген. Бардык күрүч өсүмдүктөрү кол чачыраткыч менен чачылган. Жалбырактардын үстүнкү жана астыңкы беттерин нымдаштыруу үчүн өсүмдүккө 20 мл H2O чачыңыз. Бардык жалбырак чачыраткычтарында айыл чарба адъюванттары (Agrotin, Bayer CropScience, Колумбия) 0,1% (к/к) колдонулган. Идиш менен чачыраткычтын ортосундагы аралык 30 см.
Ар бир экспериментте биринчи жалбырак чачуудан 5 күндөн кийин (47 DAE) жылуулук стресси менен дарылоо жүргүзүлдү. Күрүч өсүмдүктөрү жылуулук стрессин аныктоо же ошол эле экологиялык шарттарды сактоо үчүн (47 DAE) күнөсканадан 294 л өсүү камерасына (MLR-351H, Саньо, Иллинойс, АКШ) которулду. Айкалыштырылган жылуулук стресси менен дарылоо камераны төмөнкү күндүзгү/түнкү температурага коюу менен жүргүзүлдү: күндүзгү жогорку температура [5 саат бою 40°C (11:00дөн 16:00гө чейин)] жана түнкү мезгил [5 саат бою 30°C]. 8 күн катары менен (19:00дөн 24:00гө чейин). Стресс температурасы жана таасир убактысы мурунку изилдөөлөргө негизделип тандалып алынган (Sánchez-Reynoso et al. 2014; Alvarado-Sanabría et al. 2017). Башка жагынан алганда, өсүү камерасына которулган өсүмдүктөрдүн тобу күнөсканада 8 күн катары менен бирдей температурада (күндүз 30°C/түнкүсүн 25°C) кармалган.
Эксперименттин аягында төмөнкү дарылоо топтору алынды: (i) өсүү температурасынын шарты + дистилденген сууну колдонуу [Абсолюттук көзөмөл (AC)], (ii) жылуулук стрессинин шарты + дистилденген сууну колдонуу [Жылуулук стрессин көзөмөлдөө (SC)], (iii) жылуулук стрессинин шарты + ауксинди колдонуу (AUX), (iv) жылуулук стрессинин шарты + гиббереллинди колдонуу (GA), (v) жылуулук стрессинин шарты + цитокининди колдонуу (CK) жана (vi) жылуулук стрессинин шарты + брассиностероид (BR). Бул дарылоо топтору эки генотип үчүн колдонулган (F67 жана F2000). Бардык дарылоолор беш кайталоо менен толугу менен рандомизацияланган дизайнда жүргүзүлдү, алардын ар бири бирден өсүмдүктөн турган. Ар бир өсүмдүк эксперименттин аягында аныкталган өзгөрмөлөрдү окуу үчүн колдонулган. Эксперимент 55 DAEге созулган.
Стоматикалык өткөрүмдүүлүк (gs) 0дөн 1000 ммоль м-2 с-1ге чейинки, үлгү камерасынын тешиги 6,35 мм болгон көчмө порозометр (SC-1, METER Group Inc., АКШ) менен өлчөнгөн. Өлчөөлөр өсүмдүктүн негизги өркүнү толугу менен жайылган жетилген жалбырактын үстүнө стомаметр зондун бекитүү менен жүргүзүлөт. Ар бир дарылоо үчүн саат 11:00дөн 16:00гө чейин ар бир өсүмдүктүн үч жалбырагында gs көрсөткүчтөрү алынып, орточо мааниси алынган.
RWC Гулам жана башкалар (2002) тарабынан сүрөттөлгөн ыкмага ылайык аныкталган. g аныктоо үчүн колдонулган толук кеңейтилген барак RWCди өлчөө үчүн да колдонулган. Жаңы салмагы (FW) жыйналгандан кийин дароо санариптик тараза аркылуу аныкталган. Андан кийин жалбырактар суу толтурулган желим идишке салынып, бөлмө температурасында (22°C) 48 саат бою караңгы жерде калтырылган. Андан кийин санариптик таразада таразаланып, кеңейтилген салмагы (TW) жазылып алынган. Шишип кеткен жалбырактар 75°C температурада 48 саат бою духовкада кургатылган жана алардын кургак салмагы (DW) жазылган.
Хлорофиллдин салыштырмалуу курамы хлорофилл өлчөгүч (atLeafmeter, FT Green LLC, АКШ) менен аныкталып, atLeaf бирдиктеринде көрсөтүлгөн (Dey et al., 2016). PSII максималдуу кванттык эффективдүүлүк көрсөткүчтөрү (Fv/Fm катышы) үзгүлтүксүз козгоо хлорофилл флуориметри (Handy PEA, Hansatech Instruments, Улуу Британия) аркылуу жазылып алынган. Fv/Fm өлчөөлөрүнөн мурун жалбырактар 20 мүнөт бою жалбырак кыскычтарын колдонуп караңгы түскө ылайыкташтырылган (Restrepo-Diaz жана Garces-Varon, 2013). Жалбырактар караңгы акклиматташтырылгандан кийин, баштапкы (F0) жана максималдуу флуоресценция (Fm) өлчөнгөн. Бул маалыматтардан өзгөрмөлүү флуоресценция (Fv = Fm – F0), өзгөрмөлүү флуоресценциянын максималдуу флуоресценцияга болгон катышы (Fv/Fm), PSII фотохимиясынын максималдуу кванттык чыгышы (Fv/F0) жана Fm/F0 катышы эсептелген (Baker, 2008; Lee et al., 2017). Салыштырмалуу хлорофилл жана хлорофилл флуоресценциясынын көрсөткүчтөрү gs өлчөөлөрү үчүн колдонулган бир эле жалбырактардан алынган.
Болжол менен 800 мг жалбырактын жаңы салмагы биохимиялык өзгөрмөлөр катары чогултулган. Андан кийин жалбырактын үлгүлөрү суюк азотто гомогендештирилип, андан ары талдоо үчүн сакталган. Ткандардын хлорофиллинин а, в жана каротиноиддердин курамын баалоо үчүн колдонулган спектрометриялык ыкма Wellburn (1994) тарабынан сүрөттөлгөн ыкмага жана теңдемелерге негизделген. Жалбырактын ткандарынын үлгүлөрү (30 мг) чогултулуп, 3 мл 80% ацетондо гомогендештирилген. Андан кийин үлгүлөр бөлүкчөлөрдү алып салуу үчүн 5000 айн/мин ылдамдыкта 10 мүнөт центрифугаланган (420101 модели, Becton Dickinson Primary Care Diagnostics, АКШ). Үстүнкү катмар 80% ацетон кошуу менен 6 мл акыркы көлөмгө чейин суюлтулган (Sims and Gamon, 2002). Хлорофиллдин курамы 663 (хлорофилл а) жана 646 (хлорофилл b) нмде, ал эми каротиноиддер 470 нмде спектрофотометр (Spectronic BioMate 3 UV-vis, Thermo, АКШ) аркылуу аныкталган.
Мембраналык липиддик пероксидацияны (MDA) баалоо үчүн Ходжес жана башкалар (1999) тарабынан сүрөттөлгөн тиобарбитур кислотасы (TBA) ыкмасы колдонулган. Болжол менен 0,3 г жалбырак тканы да суюк азотто гомогендештирилген. Үлгүлөр 5000 айн/мин ылдамдыкта центрифугаланган жана абсорбция спектрофотометрде 440, 532 жана 600 нм толкун узундуктарында өлчөнгөн. Акырында, MDA концентрациясы экстинкция коэффициентин (157 M mL−1) колдонуу менен эсептелген.
Бардык дарылоо ыкмаларынын пролин курамы Бейтс жана башкалар (1973) тарабынан сүрөттөлгөн ыкманы колдонуу менен аныкталган. Сакталган үлгүгө 10 мл 3% сульфосалицил кислотасынын суу эритмесин кошуп, Ватман чыпка кагазы (№ 2) аркылуу чыпкалаңыз. Андан кийин бул фильтраттын 2 мл 2 мл гидроксиддик кислота жана 2 мл муз уксус кислотасы менен реакцияга киргизилген. Аралашма 90°C температурадагы суу мончосуна 1 саатка коюлган. Реакцияны музда инкубациялоо менен токтотуңуз. Пробирканы вортекс чайкагыч менен катуу чайкап, алынган эритмени 4 мл толуолдо эритип алыңыз. Абсорбция көрсөткүчтөрү 520 нмде фотосинтетикалык пигменттерди сандык аныктоо үчүн колдонулган ошол эле спектрофотометрди (Spectronic BioMate 3 UV-Vis, Thermo, Madison, WI, АКШ) колдонуу менен аныкталган.
Герхардс жана башкалар (2016) тарабынан чатырдын температурасын жана CSIди эсептөө үчүн сүрөттөлгөн ыкма. Термикалык сүрөттөр стресс мезгилинин аягында ±2°C тактыкта FLIR 2 камерасы (FLIR Systems Inc., Бостон, MA, АКШ) менен тартылган. Сүрөткө тартуу үчүн өсүмдүктүн артына ак бет коюңуз. Дагы бир жолу, эки завод эталондук моделдер катары каралды. Өсүмдүктөр ак бетке жайгаштырылган; бири бардык устьицалардын ачылышын симуляциялоо үчүн айыл чарба адъювант (Agrotin, Bayer CropScience, Богота, Колумбия) менен капталган [нымдуу режим (Twet)], ал эми экинчиси эч кандай колдонулбаган жалбырак болгон [Кургак режим (Tdry)] (Castro-Duque жана башкалар, 2020). Тасмага тартуу учурунда камера менен идиштин ортосундагы аралык 1 м болгон.
Бул изилдөөдө бааланган дарыланган генотиптердин толеранттуулугун аныктоо үчүн салыштырмалуу толеранттуулук индекси кыйыр түрдө дарыланган өсүмдүктөрдүн стоматалдык өткөргүчтүгүн (gs) контролдук өсүмдүктөр менен (стресс менен дарылоосуз жана өсүү жөнгө салгычтары колдонулган өсүмдүктөр) салыштырып эсептелген. RTI Чавес-Ариас жана башкалардан (2020) ылайыкташтырылган теңдемени колдонуу менен алынган.
Ар бир экспериментте жогоруда айтылган бардык физиологиялык өзгөрмөлөр үстүнкү чатырдан чогултулган толук кеңейген жалбырактарды колдонуу менен аныкталып, 55 DAEде жазылып алынган. Мындан тышкары, өсүмдүктөр өскөн айлана-чөйрөнүн шарттарын өзгөртпөө үчүн өлчөөлөр өсүү камерасында жүргүзүлгөн.
Биринчи жана экинчи эксперименттердин маалыматтары биргелешип эксперименттердин сериясы катары талданды. Ар бир эксперименталдык топ 5 өсүмдүктөн турган жана ар бир өсүмдүк эксперименталдык бирдикти түзгөн. Дисперсиялык анализ (ANOVA) жүргүзүлдү (P ≤ 0,05). Олуттуу айырмачылыктар аныкталганда, Тукинин P ≤ 0,05те пост-хок салыштырмалуу тести колдонулган. Пайыздык маанилерди конвертациялоо үчүн арксинус функциясын колдонуңуз. Маалыматтар Statistix v 9.0 программалык камсыздоосу (Analytical Software, Таллахасси, Флорида, АКШ) аркылуу талданып, SigmaPlot (10.0 версиясы; Systat Software, Сан-Хосе, Калифорния, АКШ) аркылуу график түзүлдү. Изилденип жаткан эң мыкты өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучуларды аныктоо үчүн негизги компоненттик анализ InfoStat 2016 программалык камсыздоосу (Analysis Software, Кордова Улуттук Университети, Аргентина) аркылуу жүргүзүлдү.
1-таблицада эксперименттерди, ар кандай дарылоо ыкмаларын жана алардын жалбырактын фотосинтетикалык пигменттери (хлорофилл а, b, жалпы жана каротиноиддер), малониальдегид (MDA) жана пролиндин курамы, ошондой эле стоматалдык өткөргүчтүк менен өз ара аракеттенүүсүн көрсөткөн ANOVA кыскача баяндалган. gsтин таасири, салыштырмалуу суунун курамы (RWC), хлорофиллдин курамы, хлорофилл альфа флуоресценциясынын параметрлери, таажынын температурасы (PCT) (°C), өсүмдүк стрессинин индекси (CSI) жана күрүч өсүмдүктөрүнүн 55 DAEдеги салыштырмалуу толеранттуулук индекси.
1-таблица. Эксперименттердин (генотиптердин) жана жылуулук стрессин дарылоонун ортосундагы күрүчтүн физиологиялык жана биохимиялык өзгөрмөлөрү боюнча ANOVA маалыматтарынын кыскача баяндамасы.
Жалбырактардын фотосинтетикалык пигменттик өз ара аракеттешүүсүндөгү, хлорофиллдин салыштырмалуу курамындагы (Atleaf көрсөткүчтөрү) жана альфа-хлорофиллдин флуоресценция параметрлериндеги эксперименттер менен дарылоонун ортосундагы айырмачылыктар (P≤0,01) 2-таблицада көрсөтүлгөн. Күндүзгү жана түнкү жогорку температура жалпы хлорофиллдин жана каротиноиддердин курамын жогорулаткан. Оптималдуу температура шарттарында өстүрүлгөн өсүмдүктөргө салыштырмалуу (2,67 мг г-1)) фитогормондордун жалбырактарга чачылбаган күрүч көчөттөрү (“F67” үчүн 2,36 мг г-1 жана “F2000” үчүн 2,56 мг г-1) жалпы хлорофиллдин курамын төмөн көрсөттү. Эки экспериментте тең “F67” 2,80 мг г-1 жана “F2000” 2,80 мг г-1 болгон. Мындан тышкары, жылуулук стресси астында AUX жана GA чачыратмаларынын айкалышы менен иштетилген күрүч көчөттөрү жылуулук стресси шарттарында эки генотипте тең хлорофиллдин курамынын төмөндөшүн көрсөттү (AUX = 1,96 мг г-1 жана GA = 1,45 мг г-1; AUX = 1,96 мг г-1 жана GA = 1,45 мг г-1 "F67" үчүн; AUX = 2,24 мг) g-1 жана GA = 1,43 мг г-1 ("F2000" үчүн). Ысык стресс шарттарында BR менен жалбырак менен дарылоо эки генотипте тең бул өзгөрмөнүн бир аз жогорулашына алып келди. Акырында, CK жалбырак менен дарылоо F67 (3,24 мг г-1) жана F2000 (3,65 мг г-1) генотиптеринде бардык дарылоолордун (AUX, GA, BR, SC жана AC дарылоо) ичинен эң жогорку фотосинтетикалык пигмент маанилерин көрсөттү. Хлорофиллдин салыштырмалуу курамы (Atleaf бирдиги) да айкалышкан жылуулук стресси менен төмөндөгөн. Эң жогорку маанилер эки генотипте тең CC менен чачылган өсүмдүктөрдө катталган ("F67" үчүн 41,66 жана "F2000" үчүн 49,30). Fv жана Fv/Fm катыштары дарылоо менен сорттордун ортосунда олуттуу айырмачылыктарды көрсөттү (2-таблица). Жалпысынан алганда, бул өзгөрмөлөрдүн арасында F67 сорту F2000 сортуна караганда жылуулук стрессине азыраак дуушар болгон. Fv жана Fv/Fm катыштары экинчи экспериментте көбүрөөк жабыркаган. Эч кандай фитогормондор менен чачылбаган стресске кабылган 'F2000' көчөттөрүндө Fv маанилери (2120,15) жана Fv/Fm катыштары (0,59) эң төмөнкү болгон, бирок CK менен жалбырактарга чачуу бул маанилерди калыбына келтирүүгө жардам берген (Fv: 2591, 89, Fv/Fm катышы: 0,73). , оптималдуу температура шарттарында өстүрүлгөн "F2000" өсүмдүктөрүндө жазылган көрсөткүчтөргө окшош көрсөткүчтөрдү алды (Fv: 2955.35, Fv/Fm катышы: 0.73:0.72). Баштапкы флуоресценцияда (F0), максималдуу флуоресценцияда (Fm), PSII максималдуу фотохимиялык кванттык түшүмдүүлүгүндө (Fv/F0) жана Fm/F0 катышында олуттуу айырмачылыктар болгон жок. Акырында, BR CK менен байкалгандай окшош тенденцияны көрсөттү (Fv 2545.06, Fv/Fm катышы 0.73).
2-таблица. Айкалышкан жылуулук стрессинин (40°/30°C күндүз/түн) жалбырактын фотосинтетикалык пигменттерине [жалпы хлорофилл (Chl Total), хлорофилл a (Chl a), хлорофилл b (Chl b) жана каротиноиддер Cx+c] таасири], салыштырмалуу хлорофиллдин курамы (Атлифф бирдиги), хлорофиллдин флуоресценция параметрлери (баштапкы флуоресценция (F0), максималдуу флуоресценция (Fm), өзгөрүлмө флуоресценция (Fv), максималдуу PSII эффективдүүлүгү (Fv/Fm), эки күрүч генотибиндеги өсүмдүктөрдө [Federrose 67 (F67) жана Federrose 2000 (F2000)] пайда болгондон 55 күн өткөндөн кийин (DAE)) таасири.
Ар кандай иштетилген күрүч өсүмдүктөрүнүн салыштырмалуу суу курамы (SWC) эксперименталдык жана жалбырак менен дарылоонун өз ара аракеттенүүсүндө айырмачылыктарды (P ≤ 0,05) көрсөттү (1A-сүрөт). SA менен иштетилгенде, эң төмөнкү маанилер эки генотип үчүн тең катталган (F67 үчүн 74,01% жана F2000 үчүн 76,6%). Жылуулук стрессинин шарттарында ар кандай фитогормондор менен иштетилген эки генотиптеги күрүч өсүмдүктөрүнүн SWC бир кыйла жогорулаган. Жалпысынан алганда, CK, GA, AUX же BR жалбырак менен дарылоо RWCди эксперимент учурунда оптималдуу шарттарда өстүрүлгөн өсүмдүктөргө окшош маанилерге чейин жогорулаткан. Абсолюттук контролдук жана жалбырак менен чачылган өсүмдүктөр эки генотип үчүн тең 83% тегерегиндеги маанилерди каттаган. Башка жагынан алганда, gs эксперимент-дарылоо өз ара аракеттенүүсүндө да олуттуу айырмачылыктарды (P ≤ 0,01) көрсөткөн (1B-сүрөт). Абсолюттук контролдук (AC) өсүмдүк ар бир генотип үчүн эң жогорку маанилерди каттаган (F67 үчүн 440,65 ммоль м-2s-1 жана F2000 үчүн 511,02 ммоль м-2s-1). Биргелешкен жылуулук стрессине кабылган күрүч өсүмдүктөрү эки генотип үчүн тең эң төмөнкү gs маанилерин көрсөттү (F67 үчүн 150,60 ммоль м-2s-1 жана F2000 үчүн 171,32 ммоль м-2s-1). Бардык өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучу каражаттар менен жалбырак менен иштетүү да g көбөйдү. CC менен чачылган F2000 күрүч өсүмдүктөрүндө фитогормондор менен жалбырак менен чачуунун таасири айкыныраак болгон. Бул өсүмдүктөр тобу абсолюттук контролдук өсүмдүктөргө салыштырмалуу эч кандай айырмачылыктарды көрсөткөн эмес (AC 511,02 жана CC 499,25 ммоль м-2s-1).
1-сүрөт. Айкалышкан жылуулук стрессинин (40°/30°C күндүз/түн) салыштырмалуу суунун курамына (RWC) (A), стоматалдык өткөргүчтүккө (gs) (B), малондиальдегиддин (MDA) өндүрүлүшүнө (C) жана пролиндин курамына тийгизген таасири. (D) күрүчтүн эки генотибиндеги (F67 жана F2000) өсүмдүктөрдө пайда болгондон кийин 55 күндөн кийин (DAE). Ар бир генотип үчүн бааланган дарылоолор төмөнкүлөрдү камтыган: абсолюттук көзөмөл (AC), жылуулук стрессин көзөмөлдөө (SC), жылуулук стресси + ауксин (AUX), жылуулук стресси + гиббереллин (GA), жылуулук стресси + клетка митогени (CK) жана жылуулук стресси + брассиностероид. (BR). Ар бир тилке беш маалымат чекитинин орточо маанисин ± стандарттык катасын билдирет (n = 5). Ар кандай тамгалар менен коштолгон тилкелер Туки тестине ылайык статистикалык жактан маанилүү айырмачылыктарды көрсөтөт (P ≤ 0,05). Барабар белгиси бар тамгалар орточо маанинин статистикалык жактан маанилүү эмес экенин көрсөтөт (≤ 0,05).
MDA (P ≤ 0,01) жана пролиндин (P ≤ 0,01) курамында эксперимент менен фитогормон менен дарылоонун ортосундагы өз ара аракеттенүүдө да олуттуу айырмачылыктар байкалган (1C, D сүрөттөрү). Эки генотипте тең SC менен дарылоодо липиддердин пероксидациясынын жогорулаганы байкалган (1C сүрөтү), бирок жалбырактардын өсүшүн жөнгө салуучу спрей менен дарыланган өсүмдүктөрдө эки генотипте тең липиддердин пероксидациясынын төмөндөгөнү байкалган; Жалпысынан алганда, фитогормондорду (CA, AUC, BR же GA) колдонуу липиддердин пероксидациясынын төмөндөшүнө алып келет (MDA курамы). Эки генотиптүү AC өсүмдүктөрү менен жылуулук стресси астында жана фитогормондор менен чачылган өсүмдүктөрдүн ортосунда эч кандай айырмачылыктар табылган жок ("F67" өсүмдүктөрүндө байкалган FW маанилери 4,38–6,77 мкмоль г-1 чейин, ал эми FW "F2000" өсүмдүктөрүндө "байкалган маанилер 2,84төн 9,18 мкмоль г-1ге чейин (өсүмдүктөр). Башка жагынан алганда, "F67" өсүмдүктөрүндө пролин синтези айкалышкан стресс астында "F2000" өсүмдүктөрүнө караганда төмөн болгон, бул пролин өндүрүшүнүн көбөйүшүнө алып келген. Ысык стресске кабылган күрүч өсүмдүктөрүндө эки экспериментте тең бул гормондорду колдонуу F2000 өсүмдүктөрүнүн аминокислоталарынын курамын бир кыйла жогорулатканы байкалган (AUX жана BR тиешелүүлүгүнө жараша 30,44 жана 18,34 мкмоль г-1 болгон) (1G-сүрөт).
Жалбырактуу өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучу чачыратманын жана айкалышкан жылуулук стрессинин өсүмдүктүн чатырынын температурасына жана салыштырмалуу толеранттуулук индексине (STI) тийгизген таасири 2A жана B сүрөттөрүндө көрсөтүлгөн. Эки генотип үчүн тең AC өсүмдүктөрүнүн чатырынын температурасы 27°Cге жакын, ал эми STI өсүмдүктөрүнкү 28°C тегерегинде болгон. С. Ошондой эле, CK жана BR менен жалбырактуу дарылоо STI өсүмдүктөрүнө салыштырмалуу чатырынын температурасынын 2–3°C төмөндөшүнө алып келгени байкалган (2A сүрөт). STI башка физиологиялык өзгөрмөлөргө окшош жүрүм-турумду көрсөтүп, эксперимент менен дарылоонун ортосундагы өз ара аракеттенүүдө олуттуу айырмачылыктарды (P ≤ 0,01) көрсөткөн (2B сүрөт). STI өсүмдүктөрү эки генотипте тең өсүмдүктүн толеранттуулугунун төмөндүгүн көрсөттү (тиешелүүлүгүнө жараша "F67" жана "F2000" күрүч өсүмдүктөрү үчүн 34,18% жана 33,52%)). Фитогормондорду жалбырак менен азыктандыруу жогорку температура стрессине дуушар болгон өсүмдүктөрдө STIни жакшыртат. Бул таасир STI менен чачылган "F2000" өсүмдүктөрүндө көбүрөөк байкалган, анда STI 97,69 болгон. Башка жагынан алганда, күрүч өсүмдүктөрүнүн жалбырак факторунун чачыратуу стрессинин шарттарындагы түшүмдүүлүк стрессинин индексинде (CSI) гана олуттуу айырмачылыктар байкалган (P ≤ 0,01) (2B-сүрөт). Эң жогорку стресс индексинин маанисин татаал жылуулук стрессине дуушар болгон күрүч өсүмдүктөрү гана көрсөттү (0,816). Күрүч өсүмдүктөрүнө ар кандай фитогормондор чачылганда, стресс индекси төмөн болгон (маанилер 0,6дан 0,67ге чейин). Акырында, оптималдуу шарттарда өстүрүлгөн күрүч өсүмдүгүнүн мааниси 0,138 болгон.
2-сүрөт. Эки өсүмдүк түрүнүн чатырынын температурасына (A), салыштырмалуу толеранттуулук индексине (RTI) (B) жана өсүмдүк стресс индексине (CSI) (C) айкалышкан жылуулук стрессинин таасири. Коммерциялык күрүч генотиптери (F67 жана F2000) ар кандай жылуулук иштетүүлөргө дуушар болгон. Ар бир генотип үчүн бааланган дарылоолор төмөнкүлөрдү камтыган: абсолюттук көзөмөл (AC), жылуулук стрессин көзөмөлдөө (SC), жылуулук стресси + ауксин (AUX), жылуулук стресси + гиббереллин (GA), жылуулук стресси + клетка митогени (CK) жана жылуулук стресси + брассиностероид. (BR). Айкалышкан жылуулук стресси күрүч өсүмдүктөрүн күндүзгү/түнкү жогорку температурага (40°/30°C күндүзгү/түнкү) дуушар кылууну камтыйт. Ар бир тилке беш маалымат чекитинин орточо ± стандарттык катасын билдирет (n = 5). Ар кандай тамгалардан кийин келген тилкелер Туки тестине ылайык статистикалык жактан маанилүү айырмачылыктарды көрсөтөт (P ≤ 0,05). Барабар белгиси бар тамгалар орточо маанинин статистикалык жактан маанилүү эмес экенин көрсөтөт (≤ 0,05).
Негизги компоненттерди талдоо (ПКА) 55 DAEде бааланган өзгөрмөлөр өсүү жөнгө салуучу спрей менен иштетилген ысыкка дуушар болгон күрүч өсүмдүктөрүнүн физиологиялык жана биохимиялык реакцияларынын 66,1% түшүндүргөнүн көрсөттү (3-сүрөт). Векторлор өзгөрмөлөрдү, ал эми чекиттер өсүмдүктөрдүн өсүү жөнгө салуучуларын (GR) билдирет. gs, хлорофиллдин курамы, PSIIнин максималдуу кванттык эффективдүүлүгү (Fv/Fm) жана биохимиялык параметрлердин (TChl, MDA жана пролин) векторлору баштапкы чекитке жакын бурчта жайгашкан, бул өсүмдүктөрдүн физиологиялык жүрүм-туруму менен алардын ортосундагы жогорку корреляцияны көрсөтөт. Бир топко (V) оптималдуу температурада (AT) өстүрүлгөн күрүч көчөттөрү жана CK жана BA менен иштетилген F2000 өсүмдүктөрү кирген. Ошол эле учурда, GR менен иштетилген өсүмдүктөрдүн көпчүлүгү өзүнчө топту (IV) түзгөн, ал эми F2000де GA менен иштетилген өзүнчө топту (II) түзгөн. Ал эми, фитогормондордун жалбырактарга чачылбаган (эки генотип тең SC болгон) ысыкка чыдамдуу күрүч көчөттөрү (I жана III топтор) V тобуна карама-каршы зонада жайгашкан, бул жылуулук стрессинин өсүмдүктөрдүн физиологиясына тийгизген таасирин көрсөтүп турат.
3-сүрөт. Өнүп чыккандан 55 күндөн кийин (DAE) эки күрүч генотибинин (F67 жана F2000) өсүмдүктөрүнө айкалышкан жылуулук стрессинин (40°/30°C күндүз/түн) таасиринин биографиялык анализи. Кыскартмалар: AC F67, абсолюттук көзөмөл F67; SC F67, жылуулук стрессин көзөмөлдөө F67; AUX F67, жылуулук стресси + ауксин F67; GA F67, жылуулук стресси + гиббереллин F67; CK F67, жылуулук стресси + клетканын бөлүнүшү BR F67, жылуулук стресси + брассиностероид. F67; AC F2000, абсолюттук көзөмөл F2000; SC F2000, жылуулук стрессин көзөмөлдөө F2000; AUX F2000, жылуулук стресси + ауксин F2000; GA F2000, жылуулук стресси + гиббереллин F2000; CK F2000, жылуулук стресси + цитокинин, BR F2000, жылуулук стресси + жез стероиди; F2000.
Хлорофиллдин курамы, стоматалдык өткөргүчтүк, Fv/Fm катышы, CSI, MDA, RTI жана пролиндин курамы сыяктуу өзгөрмөлөр күрүч генотиптеринин адаптациясын түшүнүүгө жана жылуулук стрессинин шартында агрономиялык стратегиялардын таасирин баалоого жардам берет (Sarsu et al., 2018; Quintero-Calderon et al., 2021). Бул эксперименттин максаты татаал жылуулук стрессинин шарттарында күрүч көчөттөрүнүн физиологиялык жана биохимиялык параметрлерине төрт өсүү жөнгө салуучусун колдонуунун таасирин баалоо болгон. Көчөттөрдү сыноо - бул күрүч өсүмдүктөрүн жеткиликтүү инфраструктуранын көлөмүнө же абалына жараша бир эле учурда баалоо үчүн жөнөкөй жана тез ыкма (Sarsu et al., 2018). Бул изилдөөнүн жыйынтыктары көрсөткөндөй, айкалышкан жылуулук стресси эки күрүч генотибинде ар кандай физиологиялык жана биохимиялык реакцияларды пайда кылат, бул адаптация процессин көрсөтөт. Бул жыйынтыктар ошондой эле жалбырактардын өсүшүн жөнгө салуучу чачыраткычтар (негизинен цитокининдер жана брассиностероиддер) күрүчтүн татаал жылуулук стрессине ыңгайлашуусуна жардам берерин көрсөтүп турат, анткени анын пайдасы негизинен gs, RWC, Fv/Fm катышына, фотосинтетикалык пигменттерге жана пролиндин курамына таасир этет.
Өсүүнү жөнгө салуучу каражаттарды колдонуу күрүч өсүмдүктөрүнүн жылуулук стресси астында суу абалын жакшыртууга жардам берет, бул жогорку стресс жана өсүмдүктүн капкактарынын температурасынын төмөндөшү менен байланыштуу болушу мүмкүн. Бул изилдөө "F2000" (сезгич генотип) өсүмдүктөрүнүн арасында, негизинен CK же BR менен иштетилген күрүч өсүмдүктөрүндө SC менен иштетилген өсүмдүктөргө караганда gs маанилери жогору жана PCT маанилери төмөн экенин көрсөттү. Мурунку изилдөөлөр gs жана PCT күрүч өсүмдүктөрүнүн адаптациялык реакциясын жана агрономиялык стратегиялардын жылуулук стрессине тийгизген таасирин аныктай турган так физиологиялык көрсөткүчтөр экенин көрсөттү (Restrepo-Diaz жана Garces-Varon, 2013; Sarsu et al., 2018; Quintero). -Carr DeLong et al., 2021). Жалбырак CK же BR стресс астында g күчөтөт, анткени бул өсүмдүк гормондору ABA (абиотикалык стресс астында стоматологиянын жабылышынын промоутери) сыяктуу башка сигнал берүүчү молекулалар менен синтетикалык өз ара аракеттенүү аркылуу стоматологиянын ачылышын күчөтө алат (Macková et al., 2013; Zhou et al., 2013). 2013). ). , 2014). Стоматикалык ачылыш жалбырактын муздашына өбөлгө түзөт жана чатырдын температурасын төмөндөтүүгө жардам берет (Sonjaroon et al., 2018; Quintero-Calderón et al., 2021). Ушул себептерден улам, CK же BR менен чачылган күрүч өсүмдүктөрүнүн чатырынын температурасы айкалышкан жылуулук стрессинин астында төмөн болушу мүмкүн.
Жогорку температуранын стресси жалбырактардын фотосинтетикалык пигментинин курамын азайтышы мүмкүн (Chen et al., 2017; Ahammed et al., 2018). Бул изилдөөдө күрүч өсүмдүктөрү жылуулук стрессинде болуп, өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучу эч кандай каражаттар менен чачылбаганда, фотосинтетикалык пигменттер эки генотипте тең төмөндөөгө умтулган (2-таблица). Feng et al. (2013) ошондой эле жылуулук стрессине дуушар болгон эки буудай генотибинин жалбырактарында хлорофиллдин курамынын олуттуу төмөндөгөнүн билдиришкен. Жогорку температуранын таасири көбүнчө хлорофиллдин курамынын төмөндөшүнө алып келет, бул хлорофилл биосинтезинин төмөндөшүнө, пигменттердин бузулушуна же алардын жылуулук стрессинин астында айкалышкан таасирине байланыштуу болушу мүмкүн (Fahad et al., 2017). Бирок, негизинен CK жана BA менен иштетилген күрүч өсүмдүктөрү жылуулук стрессинин астында жалбырактардын фотосинтетикалык пигменттеринин концентрациясын жогорулаткан. Ушул сыяктуу натыйжаларды Jespersen and Huang (2015) жана Suchsagunpanit et al. да билдиришкен. (2015), алар жылуулук стрессине кабылган бентграсс жана күрүчкө зеатин жана эпибрассиностероид гормондорун колдонгондон кийин жалбырактагы хлорофиллдин курамынын көбөйгөнүн байкашкан. CK жана BR айкалышкан жылуулук стресси астында жалбырактагы хлорофиллдин курамынын көбөйүшүнө эмне үчүн өбөлгө түзөрүнүн акылга сыярлык түшүндүрмөсү, CK экспрессия промоторлорунун (мисалы, картаюуну активдештирүүчү промотор (SAG12) же HSP18 промотору) туруктуу индукциясынын башталышын күчөтүшү жана жалбырактардагы хлорофиллдин жоголушун азайтышы мүмкүн. , жалбырактын картаюуну кечеңдетип, өсүмдүктүн ысыкка туруктуулугун жогорулатат (Liu et al., 2020). BR стресс шарттарында хлорофилл биосинтезине катышкан ферменттердин синтезин активдештирүү же индукциялоо аркылуу жалбырактагы хлорофиллдин курамын жогорулата алат (Sharma et al., 2017; Siddiqui et al., 2018). Акырында, эки фитогормон (CK жана BR) жылуулук шок белокторунун экспрессиясын күчөтөт жана хлорофилл биосинтезинин жогорулашы сыяктуу ар кандай зат алмашуу адаптация процесстерин жакшыртат (Шарма жана башкалар, 2017; Лиу жана башкалар, 2020).
Хлорофиллдин флуоресценция параметрлери өсүмдүктөрдүн абиотикалык стресс шарттарына чыдамдуулугун же адаптациясын баалоочу тез жана бузулбаган ыкманы камсыз кылат (Chaerle et al. 2007; Kalaji et al. 2017). Fv/Fm катышы сыяктуу параметрлер өсүмдүктөрдүн стресс шарттарына адаптациясынын индикаторлору катары колдонулган (Alvarado-Sanabria et al. 2017; Chavez-Arias et al. 2020). Бул изилдөөдө SC өсүмдүктөрү бул өзгөрмөнүн эң төмөнкү маанилерин, негизинен "F2000" күрүч өсүмдүктөрүн көрсөттү. Yin et al. (2010) ошондой эле эң жогорку үрөн өстүрүүчү күрүч жалбырактарынын Fv/Fm катышы 35°C жогору температурада бир кыйла төмөндөгөнүн аныкташкан. Feng et al. (2013) боюнча, жылуулук стрессинин астындагы төмөнкү Fv/Fm катышы PSII реакция борбору тарабынан козголуу энергиясын кармоо жана конвертациялоо ылдамдыгынын төмөндөгөнүн көрсөтүп турат, бул PSII реакция борборунун жылуулук стрессинин астында бузулаарын көрсөтүп турат. Бул байкоо фотосинтез аппаратындагы бузулуулар сезгич сорттордо (Fedearroz 2000) туруктуу сортторго караганда (Fedearroz 67) көбүрөөк байкалат деген тыянак чыгарууга мүмкүндүк берет.
CK же BR колдонуу, жалпысынан, татаал жылуулук стрессинин шарттарында PSIIдин иштешин жакшырткан. Ушул сыяктуу натыйжаларды Сучсагунпанит жана башкалар (2015) алышкан, алар BR колдонуу күрүчтөгү жылуулук стрессинин шарттарында PSIIдин натыйжалуулугун жогорулатаарын байкашкан. Кумар жана башкалар (2020) ошондой эле CK (6-бензиладенин) менен иштетилген жана жылуулук стрессине дуушар болгон нокот өсүмдүктөрү Fv/Fm катышын жогорулаткандыгын аныкташкан, бул зеаксантин пигмент циклин активдештирүү аркылуу CKны жалбырактарга колдонуу PSII активдүүлүгүн жогорулатат деген тыянакка келген. Мындан тышкары, BR жалбырак спрейи айкалышкан стресс шарттарында PSII фотосинтезин жакшырткан, бул фитогормонду колдонуу PSII антенналарынын дүүлүктүрүү энергиясынын таркашын төмөндөтүп, хлоропласттарда кичинекей жылуулук шок белокторунун топтолушуна өбөлгө түзгөнүн көрсөтүп турат (Ogweno жана башкалар, 2008; Kothari жана Lachowitz)., 2021).
MDA жана пролиндин курамы өсүмдүктөр абиотикалык стрессте болгондо, оптималдуу шарттарда өстүрүлгөн өсүмдүктөргө салыштырмалуу көбөйөт (Alvarado-Sanabria et al. 2017). Мурунку изилдөөлөр ошондой эле MDA жана пролиндин деңгээли күндүзгү же түнкү жогорку температурада күрүчтүн адаптация процессин же агрономиялык практиканын таасирин түшүнүү үчүн колдонула турган биохимиялык көрсөткүчтөр экенин көрсөттү (Alvarado-Sanabria et al., 2017; Quintero-Calderón et al. , 2021). Бул изилдөөлөр ошондой эле түнкүсүн же күндүз жогорку температурага дуушар болгон күрүч өсүмдүктөрүндө MDA жана пролиндин курамы тиешелүү түрдө жогору болорун көрсөттү. Бирок, CK жана BRди жалбырактарга чачуу MDAнын төмөндөшүнө жана пролиндин деңгээлинин жогорулашына, негизинен толеранттуу генотипте (Federroz 67) салым кошту. CK чачуу цитокинин оксидазасынын/дегидрогеназасынын ашыкча экспрессиясын күчөтүп, ошону менен бетаин жана пролин сыяктуу коргоочу кошулмалардын курамын жогорулатат (Liu et al., 2020). BR бетаин, канттар жана аминокислоталар (анын ичинде эркин пролин) сыяктуу осмопротекторлордун индукциясын күчөтөт, көптөгөн жагымсыз экологиялык шарттарда клеткалык осмотикалык балансты сактайт (Kothari жана Lachowiec, 2021).
Бааланып жаткан дарылоо ыкмалары ар кандай стресстерди (абиотикалык жана биотикалык) азайтууга жардам берерин жана өсүмдүктөрдүн физиологиясына оң таасирин тийгизерин аныктоо үчүн өсүмдүк стрессинин индекси (CSI) жана салыштырмалуу толеранттуулук индекси (RTI) колдонулат (Castro-Duque et al., 2020; Chavez-Arias et al., 2020). CSI маанилери тиешелүүлүгүнө жараша стресссиз жана стресстик шарттарды чагылдырган 0дөн 1ге чейин өзгөрүшү мүмкүн (Lee et al., 2010). Жылуулук стрессине кабылган (SC) өсүмдүктөрдүн CSI маанилери 0,8ден 0,9га чейин болгон (2B-сүрөт), бул күрүч өсүмдүктөрүнө айкалышкан стресс терс таасирин тийгизгенин көрсөтүп турат. Бирок, BC (0,6) же CK (0,6) жалбырактарга чачуу, негизинен, SC күрүч өсүмдүктөрүнө салыштырмалуу абиотикалык стресс шарттарында бул көрсөткүчтүн төмөндөшүнө алып келген. F2000 өсүмдүктөрүндө CA (97,69%) жана BC (60,73%) колдонулганда RTI SA (33,52%) менен салыштырганда жогорураак өсүштү көрсөттү, бул өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучу каражаттар күрүчтүн курамдын толеранттуулугуна болгон реакциясын жакшыртууга салым кошоорун көрсөтүп турат. Ашыкча ысып кетүү. Бул индекстер ар кандай түрлөрдөгү стресстик шарттарды башкаруу үчүн сунушталган. Ли жана башкалар (2010) тарабынан жүргүзүлгөн изилдөө орточо суу стресси астында эки пахта сортунун CSI болжол менен 0,85 түзгөнүн, ал эми жакшы сугарылган сорттордун CSI маанилери 0,4төн 0,6га чейин болгонун көрсөтүп, бул индекс сорттордун сууга адаптацияланышынын көрсөткүчү деген тыянакка келген. Андан тышкары, Чавес-Ариас жана башкалар (2020) C. elegans өсүмдүктөрүндөгү комплекстүү стрессти башкаруу стратегиясы катары синтетикалык эликаторлордун натыйжалуулугун баалап, бул кошулмалар менен чачылган өсүмдүктөр жогорку RTI (65%) көрсөтөөрүн аныкташкан. Жогоруда айтылгандардын негизинде, CK жана BR күрүчтүн татаал жылуулук стрессине чыдамдуулугун жогорулатууга багытталган агрономиялык стратегиялар катары каралышы мүмкүн, анткени бул өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучу заттар оң биохимиялык жана физиологиялык реакцияларды пайда кылат.
Акыркы бир нече жылда Колумбиядагы күрүч боюнча изилдөөлөр физиологиялык же биохимиялык белгилерди колдонуу менен күндүзгү же түнкү жогорку температурага чыдамдуу генотиптерди баалоого багытталган (Sánchez-Reinoso et al., 2014; Alvarado-Sanabria et al., 2021). Бирок, акыркы бир нече жылда өлкөдөгү жылуулук стрессинин татаал мезгилдеринин таасирин жакшыртуу үчүн интеграцияланган өсүмдүктөрдү башкарууну сунуштоо үчүн практикалык, экономикалык жана кирешелүү технологияларды талдоо барган сайын маанилүү болуп баратат (Calderón-Páez et al., 2021; Quintero-Calderon et al., 2021). Ошентип, бул изилдөөдө байкалган күрүч өсүмдүктөрүнүн татаал жылуулук стрессине (40°C күндүз/30°C түнкүсүн) физиологиялык жана биохимиялык реакциялары CK же BR менен жалбырактарга чачуу терс таасирлерди азайтуу үчүн өсүмдүктөрдү башкаруунун ылайыктуу ыкмасы болушу мүмкүн экенин көрсөтүп турат. Орточо жылуулук стрессинин мезгилдеринин таасири. Бул дарылоолор күрүч генотиптеринин (төмөн CSI жана жогорку RTI) чыдамдуулугун жакшыртып, айкалышкан жылуулук стрессинин шартында өсүмдүктөрдүн физиологиялык жана биохимиялык реакцияларынын жалпы тенденциясын көрсөттү. Күрүч өсүмдүктөрүнүн негизги реакциясы GC, жалпы хлорофилл, α жана β хлорофиллдеринин жана каротиноиддердин курамынын азайышы болгон. Мындан тышкары, өсүмдүктөр PSII бузулушунан (хлорофиллдин флуоресценция параметрлеринин, мисалы, Fv/Fm катышынын төмөндөшү) жана липиддердин пероксидациясынын жогорулашынан жабыркайт. Башка жагынан алганда, күрүч CK жана BR менен иштетилгенде, бул терс таасирлер азайып, пролиндин курамы жогорулаган (4-сүрөт).
4-сүрөт. Күрүч өсүмдүктөрүнө жылуулук стрессинин жана жалбырактуу өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучу спрейдин айкалышкан таасиринин концептуалдык модели. Кызыл жана көк жебелер жылуулук стресси менен BR (брассиностероид) жана CK (цитокинин) жалбырактарга чачуунун өз ара аракеттенүүсүнүн тиешелүүлүгүнө жараша физиологиялык жана биохимиялык реакцияларга терс же оң таасирин көрсөтөт. gs: стоматалдык өткөрүмдүүлүк; Жалпы Chl: хлорофиллдин жалпы курамы; Chl α: хлорофилл β курамы; Cx+c: каротиноиддердин курамы;
Кыскача айтканда, бул изилдөөдөгү физиологиялык жана биохимиялык реакциялар Fedearroz 2000 күрүч өсүмдүктөрү Fedearroz 67 күрүч өсүмдүктөрүнө караганда татаал жылуулук стрессине көбүрөөк дуушар болорун көрсөтүп турат. Бул изилдөөдө бааланган бардык өсүү жөнгө салуучулары (ауксиндер, гиббереллиндер, цитокининдер же брассиностероиддер) жылуулук стрессинин кандайдыр бир деңгээлде төмөндөшүн көрсөтүштү. Бирок, цитокинин жана брассиностероиддер өсүмдүктөрдүн жакшыраак адаптацияланышына алып келди, анткени эки өсүмдүктүн өсүү жөнгө салуучулары тең эч кандай колдонулбаган күрүч өсүмдүктөрүнө салыштырмалуу хлорофиллдин курамын, альфа-хлорофиллдин флуоресценция параметрлерин, gs жана RWC жогорулатты, ошондой эле MDAнын курамын жана чатырдын температурасын төмөндөттү. Кыскача айтканда, биз өсүмдүктөрдүн өсүү жөнгө салуучуларын (цитокининдер жана брассиностероиддер) колдонуу жогорку температура мезгилдеринде катуу жылуулук стрессинен улам күрүч өсүмдүктөрүндөгү стресстик шарттарды башкарууда пайдалуу курал деген тыянакка келдик.
Изилдөөдө берилген түпнуска материалдар макалага тиркелет, андан ары суроолор боюнча тиешелүү авторго кайрылсаңыз болот.
Жарыяланган убактысы: 2024-жылдын 8-августу