Өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салгычтар ар кандай өсүмдүктөрдүн жылуулук стрессти азайтуу үчүн стратегия катары колдонулган

Колумбиядагы климаттын өзгөрүшүнө жана өзгөрмөлүүлүгүнө байланыштуу күрүч өндүрүү азайып баратат.Өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салгычтарар кандай өсүмдүктөрдүн жылуулук стрессти азайтуу үчүн стратегия катары колдонулган. Ошондуктан, бул изилдөөнүн максаты физиологиялык таасирин (стоматикалык өткөрүмдүүлүк, стоматикалык өткөргүчтүк, жалпы хлорофилл мазмуну, Fv / Fm катышы бириккен жылуулук стресске дуушар болгон эки күрүч генотиптери (жогорку күн жана түн температура), чатырдын температурасы жана салыштырмалуу суунун мазмуну) жана биохимиялык өзгөрмөлөр (malondiic M acidin мазмуну) жана баалоо болгон. Биринчи жана экинчи эксперименттер тиешелүүлүгүнө жараша Federrose 67 (“F67”) жана Federrose 2000 (“F2000”) эки күрүч генотипиндеги өсүмдүктөрдү колдонуу менен жүргүзүлгөн. Эки эксперимент тең бир катар эксперименттер катары чогуу талдоого алынган. Белгиленген дарылоо төмөнкүдөй болгон: абсолюттук контролдоо (AC) (оптималдуу температурада өстүрүлгөн күрүч өсүмдүктөрү (күндүз/түнкү температура 30/25°C)), жылуулук стрессти көзөмөлдөө (SC) [биргелешкен ысыктык стресске дуушар болгон күрүч өсүмдүктөрү (40/ 25°C). 30°C)], ал эми күрүч өсүмдүктөрү стресске учурап, өсүмдүктүн өсүшүн жөнгө салгычтар (стресс+AUX, стресс+BR, стресс+CK же стресс+GA) менен эки жолу (жылуулук стрессине 5 күн мурун жана 5 күндөн кийин) чачылган. SA менен чачуу эки сорттун тең хлорофиллдин жалпы курамын көбөйткөн ("F67" жана "F2000" күрүч өсүмдүктөрүнүн жаңы салмагы тиешелүүлүгүнө жараша 3,25 жана 3,65 мг/г болгон) СК өсүмдүктөрүнө салыштырмалуу ("F67" өсүмдүктөрүнүн жаңы салмагы 2,36 жана 2,16 мг) көбөйгөн. "F2000", CK жалбырактарына колдонуу, ошондой эле жалпысынан "F2000" күрүчүнүн стоматикалык өткөргүчтүгүн жакшыртты (499,25 каршы 150,60 ммоль м-2 с) жылуулук стрессти көзөмөлдөөгө салыштырмалуу. ысыктык стресс, өсүмдүк таажы температурасы 2-3 °C төмөндөйт, ал эми өсүмдүктөрдө MDA мазмуну төмөндөйт. Салыштырмалуу толеранттуулуктун индекси CK (97,69%) жана BR (60,73%) жалбырактары аркылуу айкалыштырылган жылуулук көйгөйүн жеңилдетүүгө жардам берерин көрсөтүп турат. стресс негизинен F2000 күрүч өсүмдүктөрүндө. Жыйынтыктап айтканда, BR же CK жалбырактарын чачуу, күрүч өсүмдүктөрүнүн физиологиялык жүрүм-турумуна айкалышкан жылуулук стресс шарттарынын терс таасирин азайтуу үчүн агротехникалык стратегия катары каралышы мүмкүн.
Күрүч (Oryza sativa) Poaceae үй-бүлөсүнө таандык жана жүгөрү жана буудай менен бирге дүйнөдө эң көп өстүрүлгөн дан өсүмдүктөрүнүн бири (Bajaj and Mohanty, 2005). Күрүч айдоо аянты 617 934 га, ал эми улуттук өндүрүш 2020-жылы 2 937 840 тоннаны түзүп, орточо түшүмдүүлүк 5,02 тонна/га (Federarroz (Federación Nacional de Arroceros), 2021).
Глобалдык жылуулук күрүч өсүмдүктөрүнө таасирин тийгизип, жогорку температура жана кургакчылык мезгили сыяктуу абиотикалык стресстердин ар кандай түрлөрүнө алып келет. Климаттын өзгөрүшү глобалдык температуранын жогорулашына себеп болууда; Температура 21-кылымда 1,0–3,7°Сге көтөрүлөт деп болжолдонууда, бул жылуулук стрессинин жыштыгын жана интенсивдүүлүгүн жогорулатат. Айлана-чөйрөнүн температурасынын жогорулашы күрүчкө таасирин тийгизип, түшүмдүүлүктүн 6–7% га төмөндөшүнө алып келди. Башка жагынан алып караганда, климаттын өзгөрүшү, мисалы, тропикалык жана субтропикалык аймактарда катуу кургакчылык же жогорку температуранын мезгили сыяктуу айыл чарба өсүмдүктөрү үчүн жагымсыз экологиялык шарттарга алып келет. Мындан тышкары, El Niño сыяктуу өзгөрмөлүү окуялар ысык стресске алып келиши мүмкүн жана кээ бир тропикалык аймактарда түшүмдүн зыянын күчөтүшү мүмкүн. Колумбияда күрүч өстүрүүчү аймактарда температура 2050-жылга чейин 2–2,5°Сге жогорулап, күрүч өндүрүшүн азайтып, базарларга жана жеткирүү түйүндөрүнө продукциянын агымына таасирин тийгизет деп болжолдонууда.
Көпчүлүк күрүч өсүмдүктөрүнүн температурасы өсүмдүктөрдүн өсүшү үчүн оптималдуу диапазонго жакын жерлерде өстүрүлөт (Shah et al., 2011). үчүн оптималдуу орточо күндүз жана түн температурасы деп билдирдикүрүчтүн өсүшү жана өнүгүшүжалпысынан 28°C жана 22°C, тиешелүүлүгүнө жараша (Kilasi et al., 2018; Calderon-Páez et al., 2021). Бул чектерден жогору температура күрүчтүн өнүгүүсүнүн сезгич этаптарында (айдоо, антездөө, гүлдөө жана данды толтуруу) орточо жана катуу ысыктык стресске алып келиши мүмкүн, ошону менен дандын түшүмдүүлүгүнө терс таасирин тийгизет. Түшүмдүүлүктүн мындай азайышы, негизинен, өсүмдүк физиологиясына таасир этүүчү ысык стресстин узак мезгилине байланыштуу. Стресстин узактыгы жана жеткен максималдуу температура сыяктуу ар кандай факторлордун өз ара аракеттенүүсүнүн натыйжасында жылуулук стресси өсүмдүктүн метаболизмине жана өнүгүүсүнө бир катар орду толгус зыян келтириши мүмкүн.
Жылуулук стресси өсүмдүктөрдүн ар кандай физиологиялык жана биохимиялык процесстерине таасирин тийгизет. Жалбырак фотосинтези күрүч өсүмдүктөрүндө жылуулук стрессине эң кабылган процесстердин бири болуп саналат, анткени суткалык температура 35°С ашканда фотосинтездин ылдамдыгы 50% га төмөндөйт. Күрүч өсүмдүктөрүнүн физиологиялык реакциялары жылуулук стрессинин түрүнө жараша өзгөрөт. Мисалы, өсүмдүктөр күндүзгү жогорку температурага (33–40°C) же күндүз жана түнкү жогорку температурага (күндүзү 35–40°C, 28–30°C) таасир эткенде фотосинтетикалык ылдамдыктар жана стоматтык өткөргүчтөр бөгөттөлөт. C түн билдирет) (Lü et al., 2013; Fahad et al., 2016; Chaturvedi et al., 2017). Түнкү жогорку температура (30°C) фотосинтезди орточо тежеп, бирок түнкү дем ​​алууну жогорулатат (Fahad et al., 2016; Alvarado-Sanabria et al., 2017). Стресс мезгилине карабастан, ысыктык стресс жалбырактын хлорофилл мазмунуна, хлорофиллдин өзгөрүлмө флуоресценциясынын максималдуу хлорофилл флуоресценциясына (Fv/Fm) жана күрүч өсүмдүктөрүндө Рубиско активдешүүсүнө таасирин тийгизет (Cao et al. 2009; Yin et al. 2010). ) Sanchez Reynoso et al., 2014).
Биохимиялык өзгөрүүлөр өсүмдүктүн жылуулук стресске ыңгайлашуусунун дагы бир аспектиси болуп саналат (Wahid et al., 2007). Пролиндин мазмуну өсүмдүк стресстин биохимиялык көрсөткүчү катары колдонулган (Ahmed and Hassan 2011). Пролин өсүмдүк метаболизминде маанилүү роль ойнойт, анткени ал көмүртек же азот булагы жана жогорку температура шарттарында мембраналык стабилизатор катары иштейт (Sánchez-Reinoso et al., 2014). Жогорку температура да липиддердин пероксидациясы аркылуу мембрананын туруктуулугуна таасирин тийгизип, малондиалдегиддин (МДА) пайда болушуна алып келет (Wahid et al., 2007). Ошондуктан, MDA мазмуну да жылуулук стресс астында клетка мембраналарынын структуралык бүтүндүгүн түшүнүү үчүн колдонулган (Cao et al., 2009; Chavez-Arias et al., 2018). Акыр-аягы, биргелешкен жылуулук стресс [37/30 ° C (күн / түн)] электролит агып пайызын жана күрүчтүн малондиальдегид мазмунун көбөйгөн (Liu et al., 2013).
Өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салгычтарды (GRs) колдонуу жылуулук стрессинин терс таасирин азайтуу үчүн бааланган, анткени бул заттар мындай стресске каршы өсүмдүктөрдүн реакцияларына же физиологиялык коргонуу механизмдерине активдүү катышат (Пелег жана Блумвалд, 2011; Yin et al. et al., 2011; Ахмед ж.б., 2015). Генетикалык ресурстарды экзогендик колдонуу ар кандай өсүмдүктөрдүн ысыктык стресске чыдамдуулугуна оң таасирин тийгизди. Изилдөөлөр көрсөткөндөй, фитогормондор, мисалы, gibberellins (GA), цитокининдер (CK), ауксиндер (AUX) же брассиностероиддер (BR) ар кандай физиологиялык жана биохимиялык өзгөрмөлөрдүн көбөйүшүнө алып келет (Peleg жана Blumwald, 2011; Yin et al. Ren, 2011. Miler, 2011; t al. ал., 2014). Колумбияда генетикалык ресурстардын экзогендик колдонулушу жана анын күрүч өсүмдүктөрүнө тийгизген таасири толук түшүнүлө элек жана изилдене элек. Бирок, мурунку изилдөө BR жалбырактуу чачуу күрүч көчөт жалбырактарынын газ алмашуу өзгөчөлүктөрүн, хлорофилл же пролин мазмунун жакшыртуу менен күрүч сабырдуулукту жакшыртууга мүмкүн экенин көрсөттү (Quintero-Calderón et al., 2021).
Цитокининдер өсүмдүктүн абиотикалык стресске, анын ичинде ысыктык стрессине жооп берет (Ha et al., 2012). Мындан тышкары, CK экзогендик колдонуу жылуулук зыянды азайта алат деп билдирди. Мисалы, зеатиндин экзогендик колдонулушу жылуулуктун стресси учурунда фотосинтездик ылдамдыкты, хлорофилл а жана б мазмунун жана электрондорду ташуу эффективдүүлүгүн жогорулатты (Agrotis estolonifera) жылуулук стрессинде (Xu and Huang, 2009; Jespersen and Huang, 2015). Зеатинди экзогендик колдонуу антиоксиданттык активдүүлүктү жакшыртат, ар кандай протеиндердин синтезин күчөтөт, реактивдүү кычкылтек түрлөрүн (ROS) зыянын азайтат жана өсүмдүк кыртыштарында малондиальдегид (MDA) өндүрүшүн азайтат (Чернядьев, 2009; Янг ж.б., 2009). , 2016; Kumar et al., 2020).
Gibberellic кислотасын колдонуу да жылуулук стресске оң жооп көрсөттү. Изилдөөлөр көрсөткөндөй, GA биосинтези ар кандай метаболизм жолдоруна ортомчулук кылат жана жогорку температура шарттарында сабырдуулукту жогорулатат (Alonso-Ramirez et al. 2009; Khan et al. 2020). Абдель-Наби жана башкалар. (2020) экзогендик GA (25 же 50 мг * L) жалбырактан чачуу контролдук өсүмдүктөргө салыштырмалуу ысыктык стресске дуушар болгон апельсин өсүмдүктөрүндө фотосинтетикалык ылдамдыкты жана антиоксиданттык активдүүлүктү жогорулата аларын аныкташкан. Ошондой эле HA экзогендик колдонуу салыштырмалуу нымдуулукту, хлорофиллди жана каротиноиддердин мазмунун жогорулатат жана ысыктык стрессинде курма пальмасында (Феникс dactylifera) липиддердин пероксидациясын азайтары байкалган (Хан ж.б., 2020). Ауксин ошондой эле жогорку температура шарттарына ылайыкташкан өсүү реакцияларын жөнгө салууда маанилүү ролду ойнойт (Sun et al., 2012; Wang et al., 2016). Бул өсүү жөнгө салуучу абиотикалык стресс астында пролин синтези же бузулушу сыяктуу ар кандай процесстерде биохимиялык маркер катары иш-аракет кылат (Ali et al. 2007). Мындан тышкары, AUX да антиоксидант активдүүлүгүн күчөтөт, бул липиддердин пероксидациясынын азайышынан улам өсүмдүктөрдө MDAнын төмөндөшүнө алып келет (Bielach et al., 2017). Сергеев жана башкалар. (2018) буурчак өсүмдүктөрүндө (Pisum sativum) жылуулук стрессинде пролиндин – диметиламинотоксикарбонилметил) нафтилхлорметил эфиринин (ТА-14) көбөйөрүн байкашкан. Ошол эле экспериментте алар AUX менен иштетилбеген өсүмдүктөргө салыштырмалуу дарыланган өсүмдүктөрдө MDAнын төмөн деңгээлин байкашкан.
Brassinosteroids жылуулук стресс таасирин азайтуу үчүн колдонулган өсүү жөнгө салуучу башка класс болуп саналат. Огвено жана башкалар. (2008) экзогендик BR брызги 8 күн бою ысык стресстин астында помидор (Solanum lycopersicum) өсүмдүктөрүнүн таза фотосинтетикалык ылдамдыгын, стоматикалык өткөргүчтүктү жана Рубиско карбоксилдештирүүнүн максималдуу ылдамдыгын жогорулатканын билдирди. Эпибрассиностероиддерди жалбырактан чачуу бадыраң (Cucumis sativus) өсүмдүктөрүнүн ысыктык стрессинде таза фотосинтездик ылдамдыгын жогорулатат (Yu et al., 2004). Мындан тышкары, BR экзогендик колдонуу хлорофилл деградациясын кечеңдетет жана сууну пайдалануу эффективдүүлүгүн жана жылуулук стресси астында өсүмдүктөрдө PSII фотохимиясынын максималдуу кванттык түшүмүн жогорулатат (Holá et al., 2010; Toussagunpanit et al., 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, стоматикалык өткөрүмдүүлүк, хлорофиллдин флуоресценция параметрлери, хлорофилл жана салыштырмалуу суунун курамы, малондиалдегид жана пролин синтези) колдонуу күрүч өсүмдүктөрүн ысыктык стресске кабылган жергиликтүү жана эл аралык скринингдин ишенимдүү куралы болуп саналат (Sánchez et al. Alvarado-Sanabria et al., 2017 Бирок, жергиликтүү денгээлде жалбырактуу фитогормондук спрейлерди колдонуу боюнча изилдөөлөр сейрек бойдон калууда, ошондуктан, физиологиялык жана биохимиялык реакцияларды изилдөө, бул комплекстин терс таасирлерин чечүү үчүн зор мааниге ээ. бул изилдөөнүн максаты физиологиялык (стоматикалык өткөргүчтүк, хлорофилл флуоресценция параметрлери жана салыштырмалуу суунун мазмуну) жана төрт өсүмдүктүн өсүшүн жөнгө салуучу (AUX, CK, GA жана BR) жалбырактан колдонуунун биохимиялык таасирин баалоо болгон. (Фотосинтетикалык пигменттер, малондиальдегид жана пролин мазмуну) Коммерциялык ысыктык стресске дуушар болгон күрүчтүн эки генотипиндеги өзгөрмөлөр (жогорку күн/түн температуралар).
Бул изилдөөдө эки көз карандысыз эксперимент жүргүзүлдү. Federrose 67 генотиптери (F67: акыркы он жылдыкта жогорку температурада иштелип чыккан генотип) жана Federrose 2000 (F2000: 20-кылымдын акыркы он жылдыгында иштелип чыккан, ак жалбырак вирусуна туруктуулукту көрсөткөн генотип) биринчи жолу колдонулган. уруктар. жана экинчи эксперимент, тиешелүүлүгүнө жараша. Эки генотип тең колумбиялык дыйкандар тарабынан кеңири өстүрүлөт. Уруктар 2% органикалык заты бар кумдуу чопо топурактан турган 10 литрлик (узундугу 39,6 см, туурасы 28,8 см, бийиктиги 16,8 см) лотокторго себилген. Ар бир лотокко бештен алдын-ала енуп чыккан урон себилди. Паллеттер Колумбиянын Улуттук университетинин Айыл чарба илимдер факультетинин күнөсканасына, Богота кампусунда (43°50′56″ ш., 74°04′051″ В), деңиз деңгээлинен (асл) 2556 м бийиктикте жайгаштырылды. м).
Ар бир отургузуу мезгилинде күнөсканадагы экологиялык шарттар төмөнкүдөй: күндүз 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). Sánchez-Reinoso et al. ылайык, өсүмдүктөр үрөн чыккандан кийин 20 күн (DAE) ар бир элементтин мазмунуна ылайык уруктандырылган. (2019): ар бир өсүмдүккө 670 мг азот, 110 мг фосфор, 350 мг калий, 68 мг кальций, 20 мг магний, 20 мг күкүрт, 17 мг кремний. Өсүмдүктөрдүн ар бир өсүмдүктө 10 мг бор, 17 мг жез жана 44 мг цинк бар. Күрүч өсүмдүктөрү ушул мезгилде V5 фенологиялык стадиясына жеткенде ар бир экспериментте 47 DAE чейин сакталган. Мурунку изилдөөлөр бул фенологиялык этап күрүчтө жылуулук стресс изилдөөлөрдү жүргүзүү үчүн ылайыктуу убакыт экенин көрсөттү (Sánchez-Reinoso et al., 2014; Alvarado-Sanabria et al., 2017).
Ар бир экспериментте жалбырактардын өсүшүн жөнгө салуучу эки өзүнчө тиркеме аткарылган. Жалбырактарга фитогормондук спрейлердин биринчи топтому өсүмдүктөрдү экологиялык стресске даярдоо үчүн жылуулук стресс менен дарылоодон 5 күн мурун (42 DAE) колдонулган. Экинчи жалбырактуу спрей өсүмдүктөр стресс шарттарына (52 DAE) дуушар болгондон кийин 5 күндөн кийин берилди. Төрт фитогормон колдонулган жана бул изилдөөдө чачылган ар бир активдүү ингредиенттин касиеттери Кошумча таблицада келтирилген. Колдонулган жалбырактардын өсүшүн жөнгө салуучу заттардын концентрациясы төмөнкүдөй болгон: (i) 5 × 10−5 М (ii) 5 × 10−5 M (ii) 5 × 10-5 г концентрациясында ауксин (1-нафтилатссус кислотасы: NAA) GA3); (iii) Цитокинин (транс-зеатин) 1 × 10-5 М (iv) Брассиностероиддер [Спиростан-6-бир, 3,5-дигидрокси-, (3b,5a,25R)] 5 × 10-5; M. Бул концентрациялары алар оң жооп түрткү жана жылуулук стресске өсүмдүк туруктуулугун жогорулатуу, анткени тандалып алынган (Zahir et al., 2001; Wen et al., 2010; El-Bassiony et al., 2012; Salehifar et al., 2017). Өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучу спрейлери жок күрүч өсүмдүктөрү дистилденген суу менен гана иштетилген. Бардык шалы өсүмдүктөрү кол чачыраткыч менен чачылган. Жалбырактын үстүнкү жана астыңкы беттерин нымдоо үчүн өсүмдүккө 20 мл H2O сүйкөңүз. Бардык жалбырактарды чачуу үчүн айыл чарба адъюванты (Agrotin, Bayer CropScience, Колумбия) 0,1% (көлөм/көлөм) колдонулган. Казан менен чачуучунун ортосундагы аралык 30 см.
Жылуулук стресс дарылоо ар бир экспериментте биринчи жалбырак спрей (47 DAE) кийин 5 күн башкарылган. Күрүч өсүмдүктөрү күнөсканадан 294 L өсүү камерасына (MLR-351H, Sanyo, IL, АКШ) жылуулук стрессин орнотуу же бирдей экологиялык шарттарды (47 DAE) сактоо үчүн которулган. Комбинацияланган жылуулук стрессти тазалоо камераны төмөнкү күндүзгү/түнкү температурага коюу менен ишке ашырылды: күндүзгү жогорку температура [5 саатка 40°C (саат 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 экспозиция убактысы мурунку изилдөөлөрдүн негизинде тандалган (Sánchez-Reynoso et al. 2014; Alvarado-Sanabría et al. 2017). Ал эми өсүү камерасына которулган бир топ өсүмдүктөр 8 күн катары менен бирдей температурада (күндүзү 30°C/түнкүсү 25°C) күнөсканада сакталган.
Эксперименттин аягында төмөнкү дарылоо топтору алынды: (i) өсүү температурасынын абалы + дистилденген сууну колдонуу [Абсолюттук контролдоо (AC)], (ii) жылуулук стресс абалы + дистилденген сууну колдонуу [Жылуулук стрессти көзөмөлдөө (SC)], (iii) шарттар жылуулук стресс абалы + ауксин колдонуу (AUX), (iv) жылуулук стресс абалы + гиббереллин колдонуу (IV) жылуулук стресс абалы (GAviK) жылуулук стресс абалы + brassinosteroid (BR) Тиркеме. Бул дарылоо топтору эки генотип үчүн колдонулган (F67 жана F2000). Бардык дарылоолор ар бири бир өсүмдүктөн турган беш кайталоо менен толугу менен рандомизацияланган дизайнда жүргүзүлдү. Ар бир өсүмдүк эксперименттин аягында аныкталган өзгөрмөлөрдү окуу үчүн колдонулган. Эксперимент 55 DAE созулган.
Стоматалдык өткөргүчтүк (gs) портативдик порозометрдин (SC-1, METER Group Inc., АКШ) жардамы менен өлчөнгөн, 0дон 1000 ммоль м-2 с-1ге чейин, үлгү камерасынын апертурасы 6,35 мм. Өсүмдүктүн негизги бутактары толук кеңейген жетилген жалбыракка стомаметрдин зондун бекитүү аркылуу өлчөө жүргүзүлөт. Ар бир дарылоо үчүн 11:00дөн 16:00гө чейин ар бир өсүмдүктүн үч жалбырагында gs көрсөткүчтөрү алынып, орточо алынган.
RWC Ghoulam жана башкалар тарабынан сүрөттөлгөн ыкмага ылайык аныкталган. (2002). g аныктоо үчүн колдонулган толук кеңейтилген барак RWC өлчөө үчүн да колдонулган. Жаңы салмак (FW) санариптик таразаны колдонуу менен түшүм жыйноодон кийин дароо аныкталды. Андан кийин жалбырактар ​​суу менен толтурулган пластик идишке салынып, караңгы жерде бөлмө температурасында (22°C) 48 саатка калтырылган. Андан кийин санариптик таразага тартып, кеңейтилген салмакты (TW) жазыңыз. Шишип кеткен жалбырактар ​​духовкада 75°С температурада 48 саат кургатылган жана алардын кургак салмагы (DW) катталган.
Салыштырмалуу хлорофиллдин мазмуну хлорофилл өлчөгүч (atLeafmeter, FT Green LLC, АКШ) менен аныкталган жана atLeaf бирдиктеринде көрсөтүлгөн (Dey et al., 2016). PSII максималдуу кванттык эффективдүүлүк көрсөткүчтөрү (Fv/Fm катышы) үзгүлтүксүз дүүлүктүрүүчү хлорофилл флюориметринин (Handy PEA, Hansatech Instruments, Улуу Британия) жардамы менен жазылган. Жалбырактар ​​Fv/Fm өлчөөлөрүнө чейин 20 мүнөткө жалбырак кыскычтары аркылуу караңгылыкка ылайыкташтырылган (Restrepo-Diaz and Garces-Varon, 2013). Жалбырактар ​​караңгылыкка көнүп калгандан кийин, баштапкы (F0) жана максималдуу флуоресценция (Fm) өлчөнгөн. Бул маалыматтардан, өзгөрүлмө флуоресценция (Fv = Fm - F0), өзгөрүлмө флуоресценциянын максималдуу флуоресценцияга (Fv / Fm) катышы, PSII фотохимиясынын максималдуу кванттык кирешеси (Fv / F0) жана Fm / F0 катышы эсептелген (Бейкер, 2008; Ли ж.б. 201). Салыштырмалуу хлорофилл жана хлорофилл флуоресценция көрсөткүчтөрү gs өлчөөлөрү үчүн колдонулган ошол эле жалбырактарда алынган.
Болжол менен 800 мг жалбырактын жаңы салмагы биохимиялык өзгөрмөлөр катары чогултулган. Андан кийин жалбырак үлгүлөрү суюк азотто гомогенизацияланган жана андан ары талдоо үчүн сакталган. кыртыш хлорофилл a, b жана каротиноид мазмунун баалоо үчүн колдонулган спектрометриялык ыкма Wellburn (1994) тарабынан сүрөттөлгөн ыкма жана теңдемелерге негизделген. Жалбырак кыртышынын үлгүлөрү (30 мг) чогултулуп, 3 мл 80% ацетондо гомогенизацияланган. Андан кийин үлгүлөр бөлүкчөлөрдү алып салуу үчүн центрифугаланган (модел 420101, Becton Dickinson Primary Care Diagnostics, АКШ) 5000 айн/мин ылдамдыкта 10 мүнөткө. Супернатант 80% ацетонду кошуу менен 6 мл акыркы көлөмгө чейин суюлтулган (Симс жана Гамон, 2002). Хлорофиллдин мазмуну 663 (хлорофилл а) жана 646 (хлорофилл б) нмде, каротиноиддер 470 нмде спектрофотометрдин (Spectronic BioMate 3 UV-vis, Thermo, АКШ) жардамы менен аныкталган.
Ходжес жана башкалар тарабынан сүрөттөлгөн тиобарбитур кислотасы (TBA) ыкмасы. (1999) мембраналык липиддердин пероксидациясын (MDA) баалоо үчүн колдонулган. Болжол менен 0,3 г жалбырак кыртышын да суюк азот менен гомогенизациялашты. Үлгүлөр 5000 айн/мин ылдамдыкта центрифугаланган жана абсорбенс спектрофотометрде 440, 532 жана 600 нмде өлчөнгөн. Акырында, MDA концентрациясы өчүү коэффициентин (157 М мл-1) колдонуу менен эсептелген.
Бардык дарылоо пролин мазмуну Бейтс жана башкалар тарабынан сүрөттөлгөн ыкманы колдонуу менен аныкталган. (1973). Сакталган үлгүгө 10 мл 3% сульфосалицил кислотасынын суу эритмесин кошуп, ватман фильтр кагазынан (No 2) чыпкалайсыз. Андан кийин бул фильтраттын 2 мл 2 мл нинадрид кислотасы жана 2 мл мөңгү уксус кислотасы менен реакциялаштырылган. Аралашма 1 саатка 90°С суу мончосуна коюлду. Муз үстүндө инкубациялоо менен реакцияны токтотуңуз. Түтүктү куюндуу чайкагычтын жардамы менен катуу чайкап, пайда болгон эритмени 4 мл толуолдо эритет. Абсорбция көрсөткүчтөрү фотосинтездик пигменттердин санын аныктоо үчүн колдонулган ошол эле спектрофотометрди колдонуу менен 520 нмде аныкталган (Spectronic BioMate 3 UV-Vis, Thermo, Madison, WI, АКШ).
Герхардс жана башкалар тарабынан сүрөттөлгөн ыкма. (2016) чатырдын температурасын жана CSI эсептөө. Термикалык фотосүрөттөр FLIR 2 камерасы (FLIR Systems Inc., Boston, MA, АКШ) менен стресс мезгилинин аягында ±2°C тактык менен тартылган. Сүрөткө тартуу үчүн өсүмдүктүн артына ак бетти кой. Кайрадан эки фабрика эталондук үлгү катары каралчу. өсүмдүктөр ак бетине жайгаштырылган; бири айыл чарба адъюванты менен капталган (Agrotin, Bayer CropScience, Богота, Колумбия) бардык стомалардын ачылышын симуляциялоо үчүн [нымдуу режим (Twet)], ал эми экинчиси эч кандай колдонулбаган жалбырак болгон [Кугак режим (Tdry)] (Castro -Duque et al., 2020). Тартуу учурунда камера менен казандын ортосундагы аралык 1 м болгон.
Салыштырмалуу толеранттуулук индекси бул изилдөөдө бааланган дарыланган генотиптердин толеранттуулугун аныктоо үчүн контролдоочу өсүмдүктөргө (стресстик дарылоосуз жана өсүү регуляторлору колдонулган өсүмдүктөр) салыштырмалуу иштетилген өсүмдүктөрдүн стоматтык өткөрүмдүүлүгүн (gs) колдонуу менен кыйыр түрдө эсептелген. RTI Чавес-Ариас ж.б. ылайыкташтырылган теңдеме аркылуу алынган. (2020).
Ар бир экспериментте жогоруда айтылган бардык физиологиялык өзгөрмөлөр аныкталып, үстүнкү чатырдан чогултулган толугу менен кеңейтилген жалбырактарды колдонуу менен 55 DAEда жазылган. Мындан тышкары, өлчөө өсүмдүктөр өсүп турган экологиялык шарттарды өзгөртүүгө жол бербөө үчүн өсүү камерасында жүргүзүлгөн.
Биринчи жана экинчи эксперименттердин маалыматтары бир катар эксперименттер катары бирге талдоого алынган. Ар бир эксперименталдык топ 5 өсүмдүктөн турган жана ар бир өсүмдүк эксперименталдык бирдикти түзгөн. Дисперсиялык анализ (ANOVA) аткарылды (P ≤ 0,05). Маанилүү айырмачылыктар аныкталганда, Tukey's post hoc салыштырма тести P ≤ 0.05 боюнча колдонулган. Пайыздык маанилерди которуу үчүн arcsine функциясын колдонуңуз. Маалыматтар Statistix v 9.0 программалык камсыздоосу (Аналитикалык программалык камсыздоо, Таллахасси, FL, АКШ) менен талданган жана SigmaPlot (версия 10.0; Systat Software, Сан-Хосе, CA, АКШ) менен графикте түзүлгөн. Негизги компоненттик талдоо InfoStat 2016 программалык камсыздоону (Анализдик программалык камсыздоо, Кордоба Улуттук университети, Аргентина) колдонуп, изилденип жаткан өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучу мыктыларды аныктоо үчүн жүргүзүлгөн.
1-таблица эксперименттерди, ар кандай дарылоону жана алардын жалбырактын фотосинтетикалык пигменттери (хлорофилл а, б, жалпы жана каротиноиддер), малондиалдегид (MDA) жана пролиндин мазмуну жана стоматтык өткөргүчтүк менен өз ара аракеттенүүсүн көрсөткөн ANOVAнын жалпыланган. гс таасири, салыштырмалуу суунун курамы. (RWC), chlorophyll мазмуну, chlorophyll Alpha флуоресценция параметрлери, таажы температурасы (РСТ) (°C), өсүмдүк стресс индекси (CSI) жана 55 DAE боюнча күрүч өсүмдүктөрүнүн салыштырмалуу сабырдуулук индекси.
Таблица 1. эксперименттер (генотиптер) жана жылуулук стресс дарылоо ортосундагы күрүч физиологиялык жана биохимиялык өзгөрмөлөр боюнча ANOVA маалыматтарды кыскача.
Жалбырактардын фотосинтездик пигменттик өз ара аракеттенишиндеги айырмачылыктар (P≤0.01), салыштырмалуу хлорофиллдин мазмуну (Atleaf окуулары) жана эксперименттер менен дарылоонун ортосундагы альфа-хлорофилл флуоресценция параметрлери 2-таблицада көрсөтүлгөн. Күндүзгү жана түнкү жогорку температура жалпы хлорофиллдин жана каротиноиддердин мазмунун көбөйткөн. Оптималдуу температуралык шарттарда өстүрүлгөн өсүмдүктөргө салыштырмалуу (2,67 мг г -1) фитогормондор жок (2,36 мг г-1 "F67" жана 2,56 мг г-1 "F2000") жок күрүч көчөттөрүндө хлорофиллдин жалпы курамы азыраак болгон. Эки экспериментте "F67" 2,80 мг г-1 жана "F2000" 2,80 мг г-1 болгон. Мындан тышкары, жылуулук стресси астында AUX жана GA спрейлеринин айкалышы менен иштетилген күрүч көчөттөрү да эки генотипте тең хлорофиллдин азайгандыгын көрсөттү (AUX = 1,96 мг g-1 жана GA = 1,45 мг g-1 “F67” ; AUX = 1,96 мг g-1 жана ″GA g-1 ;″GA = 1,96 мг 5 ;″6; ″6. AUX = 2,24 мг) g-1 жана GA = 1,43 мг g-1 ("F2000" үчүн) жылуулук стресс шарттарында. Жылуулук стресс шарттарында, BR менен жалбырактан дарылоо эки генотипте бул өзгөрмөнүн бир аз жогорулашына алып келди. Акыр-аягы, CK жалбырактуу спрей F67 (3,24 мг г-1) жана F2000 (3,65 мг г-1) генотиптеринде бардык дарылоо (AUX, GA, BR, SC жана AC дарылоо) арасында эң жогорку фотосинтетикалык пигменттик баалуулуктарды көрсөттү. Хлорофиллдин салыштырмалуу мазмуну (Atleaf бирдиги) ошондой эле бириккен жылуулук стрессинин натыйжасында азайган. Эң жогорку көрсөткүчтөр эки генотипте тең CC менен чачылган өсүмдүктөрдө да катталган ("F67" үчүн 41,66 жана "F2000" үчүн 49,30). Fv жана Fv/Fm катышы дарылоо жана сорттордун ортосунда олуттуу айырмачылыктарды көрсөттү (2-таблица). Жалпысынан, бул өзгөрмөлөрдүн ичинен F67 сорту F2000 сортуна караганда жылуулук стрессине азыраак кабылган. Fv жана Fv/Fm катышы экинчи экспериментте көбүрөөк жабыркады. Эч кандай фитогормондор менен чачылбаган 'F2000' көчөттөрүнүн эң төмөнкү Fv (2120,15) жана Fv/Fm катышы (0,59) болгон, бирок CK менен жалбырактан чачуу бул маанилерди калыбына келтирүүгө жардам берген (Fv: 2591, 89, Fv/Fm3:). , оптималдуу температура шарттарында өстүрүлгөн "F2000" өсүмдүктөрүндө жазылгандарга окшош көрсөткүчтөрдү алуу (Fv: 2955,35, Fv/Fm катышы: 0,73:0,72). Баштапкы флуоресценцияда (F0), максималдуу флуоресценцияда (Fm), PSIIдин (Fv/F0) максималдуу фотохимиялык кванттык түшүмүндө жана Fm/F0 катышында олуттуу айырмачылыктар болгон жок. Акыр-аягы, BR CK менен байкалган окшош тенденцияны көрсөттү (Fv 2545.06, Fv / Fm катышы 0.73).
Таблица 2. Жалбырактын фотосинтездик пигменттерине (жалпы хлорофилл (Cl Total), хлорофилл а (Chl a), хлорофилл b (Chl b) жана Cx+c каротиноиддери] эффектиси ], салыштырмалуу хлорофиллдин мазмуну (А 40°/30°C күн/түн) (баштапкы флуоресценция (F0), максималдуу флуоресценция (Fm), өзгөрүлмө флуоресценция (Fv), максималдуу PSII эффективдүүлүгү (Fv/Fm), эки күрүч генотипиндеги [Federrose 670se (Federrose 670) жана Fm/F0 PSII (Fv/F0) жана Fm/F0 фотохимиялык максималдуу кванттык түшүмү (F2000)] пайда болгондон кийин 55 күн (DAE)).
Ар кандай дарыланган күрүч өсүмдүктөрүнүн салыштырмалуу суунун мазмуну (RWC) эксперименталдык жана жалбырактуу дарылоонун ортосундагы өз ара аракетте айырмачылыктарды (P ≤ 0,05) көрсөттү (сүрөт 1A). SA менен дарыланганда, эң төмөнкү көрсөткүчтөр эки генотип үчүн тең катталган (F67 үчүн 74,01% жана F2000 үчүн 76,6%). Жылуулук стресс шарттарында, ар кандай фитогормондор менен дарыланган эки генотиптеги күрүч өсүмдүктөрүнүн RWC бир кыйла жогорулаган. Жалпысынан алганда, CK, GA, AUX же BR жалбырактары RWCди эксперимент учурунда оптималдуу шарттарда өстүрүлгөн өсүмдүктөргө окшош мааниге чейин жогорулатты. Абсолюттук контролдоо жана жалбырактан чачылган өсүмдүктөр эки генотип үчүн болжол менен 83% маанилерди жазды. Башка жагынан алганда, gs да эксперимент-дарылоо өз ара олуттуу айырмачылыктарды (P ≤ 0.01) көрсөттү (сүрөт. 1B). Абсолюттук контролдоочу (AC) өсүмдүк ар бир генотип үчүн эң жогорку маанилерди жазды (F67 үчүн 440,65 ммоль м-2с-1 жана F2000 үчүн 511,02 ммоль м-2с-1). Комплекстүү жылуулук стресске дуушар болгон күрүч өсүмдүктөрү эки генотип үчүн тең эң төмөнкү gs маанилерин көрсөттү (F67 үчүн 150,60 ммоль м-2с-1 жана F2000 үчүн 171,32 ммоль м-2с-1). Өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучу бардык каражаттар менен жалбырактарды дарылоо да жогорулаган g. CC менен чачылган F2000 күрүч өсүмдүктөрүндө фитогормондор менен жалбырактан чачуунун таасири айкыныраак болгон. Өсүмдүктөрдүн бул тобу абсолюттук контролдоочу өсүмдүктөргө (АС 511,02 жана CC 499,25 ммоль м-2с-1) салыштырмалуу эч кандай айырмачылыктарды көрсөткөн эмес.
Сүрөт 1. Биргелешкен жылуулук стрессинин (40°/30°C күнү/түн) салыштырмалуу суунун мазмунуна (RWC) (A), стоматалдык өткөрүмдүүлүккө (gs) (B), малондиалдегид (MDA) өндүрүшүнө (C) жана пролиндин мазмунуна тийгизген таасири. (D) күрүчтүн эки генотипиндеги өсүмдүктөрдө (F67 жана F2000) пайда болгондон кийин 55 күндөн кийин (DAE). Ар бир генотип үчүн бааланган дарылоо камтылган: абсолюттук контролдоо (AC), жылуулук стрессти 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 пунктунун орточо ± стандарттык катасын билдирет (n = 5). Ар түрдүү тамгалар менен коштолгон мамычалар Tukey тестине ылайык статистикалык маанилүү айырмачылыктарды көрсөтөт (P ≤ 0,05). Тең белгиси бар тамгалар орточо статистикалык мааниге ээ эмес экенин көрсөтүп турат (≤ 0,05).
MDA (P ≤ 0,01) жана пролин (P ≤ 0,01) мазмуну да эксперимент жана phytohormone дарылоо (сүрөт. 1C, D) ортосундагы өз ара олуттуу айырмачылыктарды көрсөттү. Липиддердин пероксидациясынын көбөйүшү эки генотипте SC дарылоо менен байкалды (Figure 1C), бирок жалбырактардын өсүшүн жөнгө салуучу спрей менен дарыланган өсүмдүктөр эки генотипте тең липиддердин пероксидациясынын азайгандыгын көрсөттү; Жалпысынан алганда, фитогормондорду (CA, AUC, BR же GA) колдонуу липиддердин пероксидациясынын (МДА мазмунунун) азайышына алып келет. Эки генотиптеги АС өсүмдүктөрү менен ысыктык стресске кабылган жана фитогормондор менен чачылган өсүмдүктөрдүн ортосунда эч кандай айырмачылыктар табылган жок («F67» өсүмдүктөрүндө байкалган FW мааниси 4,38–6,77 мкмоль г-1, ал эми FW «F2000» өсүмдүктөрүндө байкалган көрсөткүчтөр 2,84төн 9,18 мкмоль линияга чейин өзгөрдү). "F67" өсүмдүктөрүндө синтез "F2000" өсүмдүктөрүнө караганда, бириккен стрессте төмөн болгон, бул ысыктык стресске дуушар болгон күрүч өсүмдүктөрүндө пролин өндүрүүнүн көбөйүшүнө алып келген, эки экспериментте да бул гормондорду киргизүү F2000 өсүмдүктөрүнүн аминокислотасынын мазмунун олуттуу жогорулатканы байкалган (AUX жана BR жана 30,844,30 мк). 1G).
Жалбырактагы өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучу спрейдин жана айкалыштырылган жылуулук стрессинин өсүмдүк капталынын температурасына жана салыштырмалуу сабырдуулук индексине (RTI) тийгизген таасири 2А жана В сүрөттөрүндө көрсөтүлгөн. Эки генотип үчүн тең AC өсүмдүктөрүнүн чатырча температурасы 27°Cге жакын болгон, ал эми СК өсүмдүктөрүнкү 28°C тегерегинде болгон. МЕНЕН. Ошондой эле, CK жана BR менен жалбырактан дарылоо SC өсүмдүктөргө салыштырганда чатырдын температурасынын 2-3°C төмөндөшүнө алып келгени байкалды (Figure 2A). RTI эксперимент жана дарылоо (Figure 2B) ортосундагы өз ара олуттуу айырмачылыктарды (P ≤ 0.01) көрсөтүп, башка психологиялык өзгөрмөлөргө окшош жүрүм-турумун көрсөттү. SC өсүмдүктөрү эки генотипте тең төмөн өсүмдүк толеранттуулугун көрсөттү (“F67” жана “F2000” күрүч өсүмдүктөрү үчүн тиешелүүлүгүнө жараша 34,18% жана 33,52%). Фитогормондор менен жалбырактан азыктандыруу жогорку температуралык стресске дуушар болгон өсүмдүктөрдүн РТТИ жакшыртат. Бул эффект CC менен чачылган "F2000" өсүмдүктөрүндө көбүрөөк байкалган, анда RTI 97,69 болгон. Башка жагынан алганда, олуттуу айырмачылыктар жалбырак факторунун спрей стресс шарттарында (P ≤ 0,01) күрүч өсүмдүктөрүнүн түшүмдүүлүк стресс индексинде (CSI) гана байкалган (сүрөт 2B). Татаал жылуулук стресске дуушар болгон күрүч өсүмдүктөрү гана эң жогорку стресс индексинин маанисин көрсөттү (0,816). Күрүч өсүмдүктөрүнө ар кандай фитогормондор чачылганда стресстин индекси төмөн болгон (0,6дан 0,67ге чейин). Акыр-аягы, оптималдуу шарттарда өстүрүлгөн күрүч өсүмдүк 0,138 баллга ээ болгон.
Сүрөт 2. Айкалышкан ысыктык стресстин (40°/30°C күндүз/түн) чатырдын температурасына (A), салыштырмалуу чыдамкайлык индексине (RTI) (B) жана эки өсүмдүктүн стресс индексине (CSI) (C) тийгизген таасири. Коммерциялык күрүчтүн генотиптери (F67 жана F2000) ар кандай жылуулук дарылоодон өткөн. Ар бир генотип үчүн бааланган дарылоо камтылган: абсолюттук контролдоо (AC), жылуулук стрессти көзөмөлдөө (SC), жылуулук стресси + ауксин (AUX), жылуулук стресси + гиббереллин (GA), жылуулук стресси + клетка митогени (CK) жана жылуулук стресси + брассиностероид. (BR). Биргелешкен жылуулук стресси күрүч өсүмдүктөрүн күндүз/түнкү жогорку температурага (40°/30°C күндүз/түн) таасир этет. Ар бир тилке беш маалымат пунктунун орточо ± стандарттык катасын билдирет (n = 5). Ар түрдүү тамгалар менен коштолгон мамычалар Tukey тестине ылайык статистикалык маанилүү айырмачылыктарды көрсөтөт (P ≤ 0,05). Тең белгиси бар тамгалар орточо статистикалык мааниге ээ эмес экенин көрсөтүп турат (≤ 0,05).
Негизги компоненттердин анализи (PCA) 55 DAE бааланган өзгөрмөлөр өсүштү жөнгө салуучу спрей менен дарыланган ысыктык стресске дуушар болгон күрүч өсүмдүктөрүнүн физиологиялык жана биохимиялык реакцияларынын 66,1% түшүндүрөрүн көрсөттү (3-сүрөт). Векторлор өзгөрмөлөрдү, ал эми чекиттер өсүмдүктөрдүн өсүү регуляторлорун (GRs) билдирет. gs векторлору, хлорофиллдин курамы, PSIIнин максималдуу кванттык эффективдүүлүгү (Fv/Fm) жана биохимиялык көрсөткүчтөр (TChl, MDA жана пролин) келип чыгышына жакын бурчта жайгашкан, бул өсүмдүктөрдүн физиологиялык жүрүм-туруму менен алардын ортосундагы жогорку корреляцияны көрсөтүп турат. өзгөрмө. Бир топко (V) оптималдуу температурада (AT) өстүрүлгөн күрүч көчөттөрү жана CK жана BA менен дарыланган F2000 өсүмдүктөрү кирди. Ошол эле учурда GR менен дарыланган өсүмдүктөрдүн көпчүлүгү өзүнчө топту (IV), ал эми F2000-жылы ГА менен дарылоо өзүнчө топту (II) түзгөн. Ал эми фитогормондордун жалбырактары жок (эки генотип тең SC болгон) ысык стресске дуушар болгон күрүч көчөттөрү (I жана III топтору) V группага карама-каршы зонада жайгашып, ысыктык стресстин өсүмдүктөрдүн физиологиясына тийгизген таасирин көрсөткөн. .
3-сүрөт. Күрүчтүн эки генотипиндеги (F67 жана F2000) өсүмдүктөрдүн чыгышынан кийин (DAE) 55 күндөн кийин бириккен ысыктык стресстин (40°/30°C күндүз/түн) таасиринин биографиялык анализи. Кыскартуулар: AC F67, абсолюттук башкаруу F67; SC F67, жылуулук стрессти көзөмөлдөө F67; AUX F67, жылуулук стресс + ауксин F67; GA F67, жылуулук стресс + гиббереллин F67; CK F67, жылуулук стресси + клетка бөлүнүшү BR F67, жылуулук стресс + brassinosteroid. F67; AC F2000, абсолюттук башкаруу F2000; SC F2000, Heat Stres Control F2000; AUX F2000, жылуулук стресс + auxin F2000; GA F2000, жылуулук стресс + гиббереллин F2000; CK F2000, жылуулук стресс + цитокинин, BR F2000, жылуулук стресс + жез стероид; F2000.
Мындай хлорофилл мазмуну, стоматикалык өткөрүмдүүлүк, Fv / Fm катышы, CSI, MDA, RTI жана пролин мазмуну сыяктуу өзгөрмөлөр күрүч генотиптеринин адаптациясын түшүнүүгө жана жылуулук стресс астында агротехникалык стратегиялардын таасирин баалоого жардам берет (Sarsu et al., 2018; Quintero-Calderon et al., 201). Бул эксперименттин максаты татаал ысыктык стресс шарттарында күрүч көчөттөрүнүн физиологиялык жана биохимиялык параметрлерине төрт өсүү регуляторун колдонуунун таасирин баалоо болгон. Көчөттөрдү тестирлөө жеткиликтүү инфраструктуранын өлчөмүнө же абалына жараша күрүч өсүмдүктөрүн бир убакта баалоо үчүн жөнөкөй жана тез ыкма (Sarsu et al. 2018). Бул изилдөөнүн натыйжалары айкалышкан ысыктык стресс эки күрүч генотиптеринде ар кандай физиологиялык жана биохимиялык жоопторду жаратаарын көрсөттү, бул адаптация процессин көрсөтөт. Бул жыйынтыктар ошондой эле жалбырактардын өсүшүн жөнгө салуучу спрейлер (негизинен цитокининдер жана брассиностероиддер) күрүчтүн татаал жылуулук стрессине ыңгайлашуусуна жардам берерин көрсөтүп турат, анткени артыкчылык негизинен gs, RWC, Fv/Fm катышына, фотосинтездик пигменттерге жана пролиндин мазмунуна таасир этет.
Өсүмдүк жөнгө салгычтарды колдонуу ысыктык стресстин астында күрүч өсүмдүктөрүнүн суунун абалын жакшыртууга жардам берет, бул жогорку стресске жана өсүмдүктөрдүн чатырчасынын төмөнкү температурасына байланыштуу болушу мүмкүн. Бул изилдөө "F2000" (сезимдүү генотип) өсүмдүктөрүнүн арасында, негизинен, CK же BR менен дарыланган күрүч өсүмдүктөрү СК менен дарыланган өсүмдүктөргө караганда Gs жогору жана РСТ төмөн экенин көрсөттү. Мурунку изилдөөлөр ошондой эле gs жана РСТ күрүч өсүмдүктөрүнүн ыңгайлашуу реакциясын жана агротехникалык стратегиялардын жылуулук стрессине тийгизген таасирин аныктай турган так физиологиялык көрсөткүчтөр экенин көрсөттү (Restrepo-Diaz and Garces-Varon, 2013; Sarsu et al., 2018; Quintero). -Карр ДеЛонг ж.б., 2021). Leaf CK же BR стресс астында g күчөтөт, анткени бул өсүмдүк гормондору ABA (абиотикалык стресстин астында стоматалдык жабуунун көмөкчүсү) сыяктуу башка сигналдык молекулалар менен синтетикалык өз ара аракеттенүү аркылуу стоматалдык ачылышка көмөктөшөт (Macková et al., 2013; Zhou et al., 2013). 2013). ). , 2014). Стоматалдык ачылыш жалбырактын муздаышына 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 чатырча температурасы бириккен жылуулук стрессинде төмөн болушу мүмкүн.
Жогорку температурадагы стресс жалбырактардын фотосинтездик пигменттик мазмунун азайтышы мүмкүн (Chen et al., 2017; Ahammed et al., 2018). Бул изилдөөдө, күрүч өсүмдүктөрү ысык стресске кабылганда жана эч кандай өсүмдүктүн өсүшүн жөнгө салуучу заттар менен чачылган эмес, фотосинтездик пигменттер эки генотипте тең азайган (2-таблица). Фенг жана башкалар. (2013) ошондой эле ысыктык стресске дуушар болгон эки буудай генотиптеринин жалбырактарында хлорофиллдин мазмунунун олуттуу азайгандыгын билдирди. Жогорку температуранын таасири көп учурда хлорофиллдин азайышына алып келет, бул хлорофилл биосинтезинин азайышы, пигменттердин деградациясы же жылуулук стрессинин астында алардын биргелешкен таасири менен шартталышы мүмкүн (Fahad et al., 2017). Бирок, негизинен CK жана BA менен дарыланган күрүч өсүмдүктөрү ысык стресстин астында жалбырактын фотосинтетикалык пигменттеринин концентрациясын жогорулатты. Окшош жыйынтыктар дагы Jespersen and Huang (2015) жана Suchsagunpanit et al. (2015), тиешелүүлүгүнө жараша, ысык-стресс bentgrass жана күрүч zeatin жана epibrassinosteroid гормондорду колдонуу төмөнкү жалбырак chlorophyll мазмуну өсүшүн байкаган. Эмне үчүн CK жана BR айкалышкан ысыктык стрессте жалбырактын хлорофиллдин көбөйүшүнө өбөлгө түзөрүн жүйөлүү түшүндүрмө: CK экспрессияны активдештирүү промоутерлеринин туруктуу индукциясынын башталышын күчөтүшү мүмкүн (мисалы, карылыкты активдештирүү промоутору (SAG12) же HSP18 промоутер) жана жалбырактардагы хлорофиллдин жоголушун азайтышы мүмкүн. , жалбырактын картаюусун кечиктирип, өсүмдүктүн ысыкка туруктуулугун жогорулатат (Liu et al., 2020). BR жалбырактын хлорофиллди коргой алат жана стресс шарттарында хлорофилл биосинтезине катышкан ферменттердин синтезин активдештирүү же индукциялоо аркылуу жалбырактын хлорофиллинин мазмунун жогорулата алат (Sharma et al., 2017; Siddiqui et al., 2018). Акыр-аягы, эки фитогормондор (CK жана BR) ошондой эле жылуулук шок протеиндердин экспрессиясына көмөктөшөт жана хлорофилл биосинтезинин көбөйүшү сыяктуу ар кандай метаболизмдик адаптация процесстерин жакшыртат (Sharma et al., 2017; Liu et al., 2020).
Chlorophyll a fluorescence параметрлери өсүмдүк чыдамдуулук же абиотикалык стресс шарттарына көнүү баа бере турган тез жана кыйратуучу эмес ыкмасын камсыз кылат (Chaerle et al. 2007; Kalaji et al. 2017). Fv/Fm катышы сыяктуу параметрлер өсүмдүктүн стресс шарттарына көнүү индикатору катары колдонулган (Alvarado-Sanabria et al. 2017; Chavez-Arias et al. 2020). Бул изилдөөдө SC өсүмдүктөрү бул өзгөрмөнүн эң төмөнкү маанилерин көрсөттү, негизинен "F2000" күрүч өсүмдүктөрү. Yin жана башкалар. (2010) ошондой эле Fv/Fm катышы 35°Cден жогорку температурада эң жогорку айдалуучу күрүч жалбырактарынын бир кыйла азайгандыгын аныкташкан. Фенг жана башкалар боюнча. (2013), жылуулук стресси астында төмөнкү Fv/Fm катышы PSII реакция борбору тарабынан дүүлүктүрүүчү энергияны кармоо жана конвертациялоо ылдамдыгы азайгандыгын көрсөтүп турат, бул PSII реакция борбору жылуулуктун стресси астында ыдырай турганын көрсөтөт. Бул байкоо фотосинтездик аппараттын бузулушу туруктуу сортторго (Fedearroz 67) караганда сезгич сорттордо (Fedearroz 2000) көбүрөөк байкалат деген тыянак чыгарууга мүмкүндүк берет.
CK же BR колдонуу жалпысынан татаал жылуулук стресс шарттарында PSIIнин иштешин жогорулатты. Ушундай эле натыйжаларды Suchsagunpanit et al. (2015), BR колдонуу күрүч жылуулук стресс астында PSII натыйжалуулугун жогорулатты байкалган. Кумар жана башкалар. (2020) ошондой эле CK (6-бензиладенин) менен дарыланган жана жылуулук стрессине дуушар болгон нокот өсүмдүктөрү Fv/Fm катышын жогорулатып, zeaxanthin пигмент циклин активдештирүү аркылуу CK жалбырактарына колдонуу PSII активдүүлүгүн жогорулатат деген жыйынтыкка келишкен. Мындан тышкары, BR жалбырак спрейи PSII фотосинтезин бириктирилген стресс шарттарында жактырды, бул фитогормондун колдонулушу PSII антенналарынын дүүлүктүрүүчү энергиясынын диссипациясын азайтып, хлоропласттарда кичинекей жылуулук шок белокторунун топтолушун шарттады (Ogweno et al. 2008; Lachowi and Kothariz). , 2021).
MDA жана пролин мазмуну көбүнчө өсүмдүктөр оптималдуу шарттарда өстүрүлгөн өсүмдүктөргө салыштырмалуу абиотикалык стресске кабылганда көбөйөт (Alvarado-Sanabria et al. 2017). Мурунку изилдөөлөр ошондой эле MDA жана пролиндин деңгээли күндүзгү же түнкү жогорку температураларда күрүчтө ыңгайлашуу процессин же агротехникалык ыкмалардын таасирин түшүнүү үчүн колдонула турган биохимиялык көрсөткүчтөр экенин көрсөттү (Alvarado-Sanabria et al., 2017; Quintero-Calderón et al. ., 2021). Бул изилдөөлөр, ошондой эле MDA жана пролин мазмуну тиешелүүлүгүнө жараша, түнкүсүн же күндүз жогорку температурага дуушар болгон күрүч өсүмдүктөрүндө жогору болушу мүмкүн экенин көрсөттү. Бирок, CK жана BR жалбырактарынан чачуу MDAнын азайышына жана пролиндин деңгээлинин көбөйүшүнө, негизинен сабырдуу генотипте (Федерроз 67) өбөлгө түзгөн. CK спрейи цитокинин оксидазасынын/дегидрогеназанын ашыкча экспрессияланышына көмөктөшөт, ошону менен бетаин жана пролин сыяктуу коргоочу кошулмалардын мазмунун жогорулатат (Liu et al., 2020). BR көптөгөн жагымсыз экологиялык шарттарда клеткалык осмотикалык балансты сактап, бетаин, кант жана аминокислоталар (анын ичинде эркин пролин) сыяктуу осмопротекторлордун индукциясына өбөлгө түзөт (Kothari жана Lachowiec, 2021).
Өсүмдүктөрдүн стресс индекси (CSI) жана салыштырмалуу сабырдуулук индекси (RTI) бааланып жаткан дарылоо ар кандай стресстерди (абиотикалык жана биотикалык) жумшартууга жардам берерин жана өсүмдүктөрдүн физиологиясына оң таасирин тийгизерин аныктоо үчүн колдонулат (Castro-Duque et al., 2020; Chavez-Arias et al., 2020). CSI маанилери 0дөн 1ге чейин өзгөрүшү мүмкүн, тиешелүүлүгүнө жараша стресс эмес жана стресстик шарттарды билдирет (Ли ж.б., 2010). Жылуулук стресске дуушар болгон (СК) өсүмдүктөрдүн CSI маанилери 0,8ден 0,9га чейин өзгөрдү (2B-сүрөт), бул күрүч өсүмдүктөрүнүн биргелешкен стресстен терс таасирин тийгизгенин көрсөтүп турат. Бирок, жалбырактан BC (0,6) же CK (0,6) чачуу негизинен СК күрүч өсүмдүктөрүнө салыштырмалуу абиотикалык стресс шарттарында бул көрсөткүчтүн төмөндөшүнө алып келди. F2000 өсүмдүктөрүндө RTI SA (33,52%) менен салыштырганда CA (97,69%) жана BC (60,73%) колдонууда жогору өсүштү көрсөттү, бул өсүмдүктүн өсүшүн жөнгө салгычтар да күрүчтүн курамынын толеранттуулугуна реакциясын жакшыртууга салым кошоорун көрсөтүп турат. Ашыкча ысып кетүү. Бул индекстер ар кандай түрдөгү стресс шарттарын башкаруу үчүн сунушталган. Ли жана башкалар тарабынан жүргүзүлгөн изилдөө. (2010) пахтанын эки сортунун орточо суу стрессинде CSI болжол менен 0,85ти түзөөрүн көрсөттү, ал эми жакшы сугарылган сорттордун CSI мааниси 0,4төн 0,6га чейин өзгөрүп, бул көрсөткүч сорттордун сууга ыңгайлашуусунун көрсөткүчү болуп саналат деген жыйынтыкка келген. стресстик шарттар. Мындан тышкары, Чавес-Ариас жана башкалар. (2020) C. elegans өсүмдүктөрүндө стрессти башкаруунун комплекстүү стратегиясы катары синтетикалык элиситорлордун натыйжалуулугун баалаган жана бул кошулмалар менен чачылган өсүмдүктөрдүн жогорку RTI (65%) көрсөткөнүн аныкташкан. Жогоруда айтылгандардын негизинде, CK жана BR күрүчтүн татаал жылуулук стресске чыдамдуулугун жогорулатууга багытталган агротехникалык стратегиялар катары каралышы мүмкүн, анткени бул өсүмдүктүн өсүшүн жөнгө салуучулар оң биохимиялык жана физиологиялык жоопторду жаратат.
Акыркы бир нече жылда Колумбияда күрүч изилдөөлөрү 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, практикалык, экономикалык жана кирешелүү технологияларды талдоо өлкөдөгү ысыктык стресстин татаал мезгилдеринин таасирин жакшыртуу үчүн айыл чарба өсүмдүктөрүн комплекстүү башкарууну сунуштоо үчүн барган сайын маанилүү болуп калды (Calderon-Páez et al., 2021; Quintero-Calderon et al., 2021) . Ошентип, бул изилдөөдө байкалган күрүч өсүмдүктөрүнүн физиологиялык жана биохимиялык реакциялары татаал жылуулук стрессине (40°C күндүз/30°C түн) CK же BR менен жалбырактан чачуу терс таасирлерди жумшартуу үчүн ылайыктуу өсүмдүк башкаруу ыкмасы болушу мүмкүн экенин көрсөтүп турат. Орточо жылуулук стрессинин мезгилинин таасири. Бул процедуралар күрүчтүн эки генотипинин тең (төмөн CSI жана жогорку RTI) сабырдуулугун жакшыртып, жылуулуктун биргелешкен стрессинде өсүмдүктүн физиологиялык жана биохимиялык реакцияларынын жалпы тенденциясын көрсөттү. Күрүч өсүмдүктөрүнүн негизги реакциясы ГК, жалпы хлорофилл, хлорофиллдер α жана β жана каротиноиддердин азайышы болгон. Мындан тышкары, өсүмдүктөр PSII бузулушуна (мисалы, Fv/Fm катышы сыяктуу хлорофилл флуоресценция параметрлеринин азайышы) жана липиддердин пероксидациясынын көбөйүшүнө дуушар болушат. Башка жагынан алганда, күрүч CK жана BR менен мамиле болгондо, бул терс таасирлери жумшартылган жана пролин мазмуну көбөйгөн (сүрөт. 4).
Сүрөт 4. Айкалышкан жылуулук стрессинин жана жалбырактуу өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучу спрейдин күрүч өсүмдүктөрүнө тийгизген таасиринин концептуалдык модели. Кызыл жана көк жебелер физиологиялык жана биохимиялык реакцияларга жылуулук стресси менен жалбырактан BR (брассиностероид) жана CK (цитокинин) колдонуунун ортосундагы өз ара аракеттенүүнүн терс же оң таасирин көрсөтөт. gs: стоматикалык өткөргүч; Total Chl: жалпы хлорофиллдин курамы; Chl α: хлорофилл β мазмуну; Cx+c: каротиноиддердин мазмуну;
Жыйынтыктап айтканда, бул изилдөөдөгү физиологиялык жана биохимиялык жооптор Fedearroz 2000 күрүч өсүмдүктөрү Fedearroz 67 күрүч өсүмдүктөрүнө караганда татаал жылуулук стрессине көбүрөөк кабыларын көрсөтүп турат. Бул изилдөөдө бааланган бардык өсүү регуляторлору (ауксиндер, гиббереллиндер, цитокининдер же брассиностероиддер) айрым даражадагы жылуулук стресстин кыскарышын көрсөтүштү. Бирок, цитокинин жана брассиностероиддер өсүмдүктүн жакшыраак ыңгайлашуусун шарттады, анткени өсүмдүктүн өсүшүн жөнгө салгычтар хлорофиллдин мазмунун, альфа-хлорофилл флуоресценция параметрлерин, gs жана RWCди эч кандай колдонуусуз күрүч өсүмдүктөрүнө салыштырганда көбөйтүп, ошондой эле MDA мазмунун жана чатырдын температурасын төмөндөткөн. Жыйынтыктап айтканда, биз өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салгычтарды (цитокининдер жана брассиностероиддер) колдонуу жогорку температура мезгилинде катуу ысыктык стресстен улам күрүч өсүмдүктөрүнүн стресс шарттарын башкарууда пайдалуу курал болуп саналат деген жыйынтыкка келебиз.
Изилдөөдө берилген оригиналдуу материалдар макалага кошулуп, андан аркы суроо-талаптарды тиешелүү авторго жөнөтсө болот.