Өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучу каражаттар (ӨСЖ)стресстик шарттарда өсүмдүктөрдүн коргонуусун күчөтүүнүн үнөмдүү жолу болуп саналат. Бул изилдөө эки өсүмдүктүн жөндөмүн изилдегенPGRлер, тиомочевина (TU) жана аргинин (Arg), буудайдагы туз стрессин азайтуу үчүн. Жыйынтыктар көрсөткөндөй, TU жана Arg, айрыкча чогуу колдонулганда, туз стресси астында өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө сала алат. Аларды дарылоо антиоксидант ферменттердин активдүүлүгүн бир кыйла жогорулатып, буудай көчөттөрүндөгү реактивдүү кычкылтек түрлөрүнүн (ROS), малондиальдегиддин (MDA) жана салыштырмалуу электролит агып кетүүсүнүн (REL) деңгээлин төмөндөткөн. Мындан тышкары, бул дарылоолор Na+ жана Ca2+ концентрацияларын жана Na+/K+ катышын бир кыйла төмөндөтүп, ошол эле учурда K+ концентрациясын бир кыйла жогорулатып, ошону менен ион-осмотикалык балансты сактап калган. Андан да маанилүүсү, TU жана Arg туз стресси астында буудай көчөттөрүнүн хлорофилл курамын, таза фотосинтез ылдамдыгын жана газ алмашуу ылдамдыгын бир кыйла жогорулаткан. TU жана Arg өзүнчө же айкалыштырып колдонулганда кургак заттардын топтолушун 9,03–47,45% га жогорулатышы мүмкүн жана алар чогуу колдонулганда көбөйүү эң чоң болгон. Жыйынтыктап айтканда, бул изилдөө өсүмдүктөрдүн туз стрессине туруктуулугун жогорулатуу үчүн кычкылдануу-калыбына келүү гомеостазын жана ион балансын сактоо маанилүү экенин баса белгилейт. Мындан тышкары, TU жана Arg потенциалдуу катары сунушталган.өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучу каражаттар,айрыкча, буудайдын түшүмүн жогорулатуу үчүн чогуу колдонулганда.
Климаттын жана айыл чарба тажрыйбаларынын тез өзгөрүшү айыл чарба экосистемаларынын деградациясын күчөтүүдө1. Эң олуттуу кесепеттеринин бири - жердин шорлонушу, ал дүйнөлүк азык-түлүк коопсуздугуна коркунуч келтирет2. Учурда шорлонуу дүйнө жүзү боюнча айдоо жерлеринин болжол менен 20% га таасир этет жана бул көрсөткүч 2050-жылга чейин 50% га чейин көбөйүшү мүмкүн3. Туз-щелочтук стресс өсүмдүктүн тамырларында осмотикалык стрессти пайда кылышы мүмкүн, бул өсүмдүктүн иондук балансын бузат4. Мындай жагымсыз шарттар хлорофиллдин тез бузулушуна, фотосинтез ылдамдыгынын төмөндөшүнө жана зат алмашуунун бузулушуна алып келиши мүмкүн, акырында өсүмдүктөрдүн түшүмдүүлүгүнүн төмөндөшүнө алып келет5,6. Андан тышкары, кеңири таралган олуттуу таасир - бул реактивдүү кычкылтек түрлөрүнүн (ROS) көбөйүшү, ал ДНК, белоктор жана липиддер7 сыяктуу ар кандай биомолекулаларга кычкылдануу зыянын келтириши мүмкүн.
Буудай (Triticum aestivum) дүйнөдөгү эң маанилүү дан өсүмдүктөрүнүн бири. Ал эң кеңири өстүрүлгөн дан өсүмдүктөрү гана эмес, ошондой эле маанилүү коммерциялык өсүмдүк8. Бирок, буудай тузга сезгич, бул анын өсүшүнө тоскоол болуп, физиологиялык жана биохимиялык процесстерди бузуп, түшүмдүүлүгүн бир топ төмөндөтүшү мүмкүн. Туз стрессинин кесепеттерин азайтуунун негизги стратегияларына генетикалык модификация жана өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучу каражаттарды колдонуу кирет. Генетикалык жактан модификацияланган организмдер (ГМ) - бул тузга чыдамдуу буудай сортторун түзүү үчүн генди редакциялоо жана башка ыкмаларды колдонуу9,10. Башка жагынан алганда, өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучу каражаттар физиологиялык активдүүлүктү жана тузга байланыштуу заттардын деңгээлин жөнгө салуу менен буудайдагы тузга чыдамдуулукту жогорулатат, ошону менен стресстик зыянды азайтат11. Бул жөнгө салуучу каражаттар трансгендик ыкмаларга караганда жалпысынан көбүрөөк кабыл алынат жана кеңири колдонулат. Алар өсүмдүктөрдүн туздуулук, кургакчылык жана оор металлдар сыяктуу ар кандай абиотикалык стресстерге чыдамдуулугун жогорулатып, үрөндүн өнүп чыгышын, азык заттарды сиңирүүсүн жана көбөйүү өсүшүн стимулдай алат, ошону менен түшүмдүүлүктү жана сапатын жогорулатат.12 Өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучу каражаттар экологиялык жактан таза, колдонуунун оңойлугу, үнөмдүүлүгү жана практикалык жактан пайдалуулугунан улам түшүмдүүлүктү камсыз кылуу жана түшүмдүүлүктү жана сапатын сактоо үчүн абдан маанилүү. 13 Бирок, бул модуляторлордун таасир этүү механизмдери окшош болгондуктан, алардын бирин гана колдонуу натыйжалуу болбошу мүмкүн. Буудайдын тузга чыдамдуулугун жакшырта турган өсүү жөнгө салуучуларынын айкалышын табуу жагымсыз шарттарда буудайды өстүрүү, түшүмдүүлүктү жогорулатуу жана азык-түлүк коопсуздугун камсыз кылуу үчүн абдан маанилүү.
TU жана Arg биргелешип колдонулушун изилдеген изилдөөлөр жок. Бул инновациялык айкалыш туз стресси астында буудайдын өсүшүн синергетикалык түрдө күчөтө алабы же жокпу, белгисиз. Ошондуктан, бул изилдөөнүн максаты бул эки өсүү жөнгө салуучу туз стрессинин буудайга тийгизген терс таасирин синергетикалык түрдө азайта алабы же жокпу, аныктоо болгон. Ушул максатта биз өсүмдүктөрдүн кычкылдануу-калыбына келүү жана иондук балансына басым жасап, туз стресси астында буудайга TU жана Arg биргелешип колдонуунун пайдасын изилдөө үчүн кыска мөөнөттүү гидропоникалык буудай көчөттөрү боюнча эксперимент жүргүздүк. Биз TU жана Arg айкалышы туз стрессинен улам пайда болгон кычкылдануу зыянын азайтуу жана иондук дисбалансты башкаруу үчүн синергетикалык түрдө иштей алат, ошону менен буудайдагы тузга чыдамдуулукту жогорулатат деген гипотеза койдук.
Үлгүлөрдүн MDA курамы тиобарбитур кислотасы ыкмасы менен аныкталган. 0,1 г жаңы үлгү порошогун так таразалап, 1 мл 10% трихлорацет кислотасы менен экстрактты 10 мүнөт кошуп, 10 000 г центрифугалап, үстүнкү катмарды чогултуңуз. Экстракт бирдей көлөмдөгү 0,75% тиобарбитур кислотасы менен аралаштырылып, 100°C температурада 15 мүнөт инкубацияланган. Инкубациядан кийин үстүнкү катмар центрифугалоо жолу менен чогултулуп, 450 нм, 532 нм жана 600 нмдеги OD маанилери өлчөнгөн. MDA концентрациясы төмөнкүдөй эсептелген:
3 күндүк дарылоого окшош, Arg жана Tu колдонуу 6 күндүк дарылоодо буудай көчөттөрүнүн антиоксиданттык ферменттик активдүүлүгүн бир топ жогорулаткан. TU жана Arg айкалышы дагы эле эң натыйжалуу болгон. Бирок, дарылоодон 6 күндөн кийин, ар кандай дарылоо шарттарында төрт антиоксиданттык ферменттин активдүүлүгү дарылоодон 3 күнгө салыштырмалуу төмөндөө тенденциясын көрсөткөн (6-сүрөт).
Фотосинтез өсүмдүктөрдө кургак заттардын топтолушунун негизи болуп саналат жана тузга өтө сезгич хлоропласттарда жүрөт. Туз стресси плазма мембранасынын кычкылданышына, клеткалык осмотикалык баланстын бузулушуна, хлоропласттын ультрастузулушунун бузулушуна36 алып келиши, хлорофиллдин деградациясына, Кальвин циклинин ферменттеринин (анын ичинде Рубиско) активдүүлүгүнүн төмөндөшүнө жана PS IIден PS I37ге электрондордун өтүшүн азайтууга алып келиши мүмкүн. Мындан тышкары, туз стресси стоматологиялык жабылууну пайда кылып, ошону менен жалбырактын CO2 концентрациясын төмөндөтүп, фотосинтезди басаңдатышы мүмкүн38. Биздин жыйынтыктарыбыз туз стресси буудайдын стоматологиялык өткөргүчтүгүн төмөндөтүп, жалбырактын транспирация ылдамдыгынын жана клетка ичиндеги CO2 концентрациясынын төмөндөшүнө алып келери, бул акыры фотосинтездик жөндөмдүүлүктүн төмөндөшүнө жана буудайдын биомассасынын төмөндөшүнө алып келери жөнүндөгү мурунку ачылыштарды тастыктады (1 жана 3-сүрөттөр). Белгилей кетчү нерсе, TU жана Arg колдонуу туз стресси астында буудай өсүмдүктөрүнүн фотосинтездик натыйжалуулугун жогорулатышы мүмкүн. TU жана Arg бир убакта колдонулганда фотосинтездик натыйжалуулуктун жакшырышы өзгөчө маанилүү болду (3-сүрөт). Бул TU жана Arg устуканын ачылып-жабылышын жөнгө салып, ошону менен фотосинтездик натыйжалуулукту жогорулатаарына байланыштуу болушу мүмкүн, бул мурунку изилдөөлөр менен тастыкталат. Мисалы, Бенкарти жана башкалар туз стресси астында TU устуканын өткөргүчтүгүн, CO2 ассимиляция ылдамдыгын жана Atriplex portulacoides L.39дагы PSII фотохимиясынын максималдуу кванттык натыйжалуулугун бир кыйла жогорулаткандыгын аныкташкан. Туз стрессине дуушар болгон өсүмдүктөрдө Arg устуканын ачылып-жабылышын жөнгө сала аларын далилдеген түз маалыматтар жок болсо да, Сильвейра жана башкалар Arg кургакчылык шарттарында жалбырактарда газ алмашууну күчөтө аларын көрсөтүшкөн22.
Кыскача айтканда, бул изилдөө ар кандай таасир этүү механизмдерине жана физикалык-химиялык касиеттерине карабастан, TU жана Arg буудай көчөттөрүндө, айрыкча чогуу колдонулганда, NaCl стрессине салыштырмалуу туруктуулукту камсыздай аларын баса белгилейт. TU жана Arg колдонуу буудай көчөттөрүнүн антиоксиданттык ферменттик коргонуу системасын активдештирип, ROS курамын азайтып, мембраналык липиддердин туруктуулугун сактап, ошону менен көчөттөрдө фотосинтезди жана Na+/K+ балансын сактай алат. Бирок, бул изилдөөнүн да чектөөлөрү бар; TU жана Arg синергетикалык таасири тастыкталып, анын физиологиялык механизми кандайдыр бир деңгээлде түшүндүрүлгөнү менен, татаалыраак молекулярдык механизм белгисиз бойдон калууда. Ошондуктан, транскриптомдук, метаболомикалык жана башка ыкмаларды колдонуу менен TU жана Arg синергетикалык механизмин андан ары изилдөө зарыл.
Учурдагы изилдөө учурунда колдонулган жана/же талданган маалыматтар топтому тиешелүү автордон акылга сыярлык суроо-талап боюнча жеткиликтүү.
Жарыяланган убактысы: 2025-жылдын 19-майы