Өсүмдүктөрдүн өсүү регуляторлору (PGRs)стресс шарттарында өсүмдүктөрдү коргоону жогорулатуу үчүн экономикалык жактан натыйжалуу жолу болуп саналат. Бул изилдөө эки жөндөмдүүлүгүн изилдегенPGRs, тиокарбамид (TU) жана аргинин (Arg), буудайдын туз стрессин жеңилдетүү үчүн. Натыйжалар TU жана Arg, өзгөчө бирге колдонулганда, туз стресс астында өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салышы мүмкүн экенин көрсөттү. Буудайдын көчөттөрүндө реактивдүү кычкылтек түрлөрүнүн (ROS), малондиалдегиддин (MDA) жана электролиттердин салыштырмалуу агып кетишинин (REL) деңгээлин төмөндөтүү менен бирге алардын дарылоосу антиоксидант ферменттердин активдүүлүгүн кыйла жогорулатты. Кошумчалай кетсек, бул процедуралар Na+ жана Ca2+ концентрациясын жана Na+/K+ катышын бир топ төмөндөтүп, К+ концентрациясын кыйла жогорулатып, ошону менен ион-осмостук тең салмактуулукту сактап калган. Андан да маанилүүсү, TU жана Arg туз басымы астында хлорофилл мазмунун, таза фотосинтетикалык ылдамдыгын жана буудай көчөттөрүнүн газ алмашуу курсун бир топ жогорулатты. Жалгыз же айкалыштырып колдонулган TU жана Arg кургак заттардын топтолушун 9,03–47,45% га көбөйтүшү мүмкүн жана алар чогуу колдонулганда эң чоң өсүш болгон. Жыйынтыктап айтканда, бул изилдөө редокс гомеостазын жана ион балансын сактоо өсүмдүктүн туз стресске чыдамдуулугун жогорулатуу үчүн маанилүү экенин баса белгилейт. Мындан тышкары, ТУ жана Арг потенциалдуу катары сунушталдыөсүмдүктөрдүн өсүү регуляторлору,айрыкча, буудайдын түшүмдүүлүгүн жогорулатуу үчүн бирге колдонулганда.
Климаттын жана айыл чарба практикасынын тез өзгөрүшү айыл чарба экосистемасынын бузулушун күчөтүүдө1. Эң олуттуу кесепеттердин бири жердин шорланышы, ал дүйнөлүк азык-түлүк коопсуздугуна коркунуч келтирет2. Шорлануу учурда дүйнө жүзү боюнча айдоо аянттарынын 20%ке жакынына таасирин тийгизүүдө, ал эми бул көрсөткүч 20503-жылга чейин 50%ке чейин көбөйүшү мүмкүн. Туз-щелочтук стресс өсүмдүктөрдүн тамырларында осмостук стрессти пайда кылышы мүмкүн, бул өсүмдүктүн иондук балансын бузат4. Мындай жагымсыз шарттар хлорофиллдин тездетилишине, фотосинтездин төмөндөшүнө жана зат алмашуунун бузулушуна алып келиши мүмкүн, натыйжада өсүмдүктүн түшүмдүүлүгү төмөндөйт5,6. Андан тышкары, жалпы олуттуу таасир - реактивдүү кычкылтек түрлөрүнүн (ROS) көбөйүшү, ал ар кандай биомолекулаларга, анын ичинде ДНКга, белокторго жана липиддерге кычкылдануучу зыян келтириши мүмкүн.
Буудай (Triticum aestivum) дүйнөдөгү эң маанилүү дан өсүмдүктөрүнүн бири. Бул эң көп өстүрүлгөн дан эгиндери гана эмес, ошондой эле маанилүү товардык өсүмдүк болуп саналат8. Бирок, буудай тузга сезгич келет, бул анын өсүшүнө тоскоол болот, анын физиологиялык жана биохимиялык процесстерин үзгүлтүккө учуратып, түшүмүн бир топ төмөндөтөт. Туз стрессинин кесепеттерин азайтуу үчүн негизги стратегиялар генетикалык модификацияны жана өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучу каражаттарды колдонууну камтыйт. Генетикалык жактан модификацияланган организмдер (ГМ) тузга чыдамдуу буудай сортторун өнүктүрүү үчүн генди редакциялоо жана башка ыкмаларды колдонуу болуп саналат9,10. Башка жагынан алганда, өсүмдүктөрдүн өсүү регуляторлору физиологиялык активдүүлүктөрдү жана туз менен байланышкан заттардын деңгээлин жөнгө салуу аркылуу буудайдагы тузга толеранттуулукту күчөтөт, ошону менен стресстин зыянын азайтат11. Бул жөнгө салуучулар көбүнчө трансгендик ыкмаларга караганда көбүрөөк кабыл алынат жана кеңири колдонулат. Алар өсүмдүктөрдүн туздуулук, кургакчылык жана оор металлдар сыяктуу ар кандай абиотикалык стресстерге чыдамкайлыгын күчөтүп, үрөндүн өнүп чыгышына, аш болумдуу заттардын сиңишине жана репродуктивдүү өсүшүнө көмөктөшөт, ошону менен түшүмдүүлүктү жана сапатын жогорулатат. 12 Өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салгычтар экологиялык жактан таза, колдонуунун жөнөкөйлүгү, үнөмдүү жана практикалык жактан айыл чарба өсүмдүктөрүнүн өсүшүн камсыз кылуу жана түшүмдүүлүк менен сапатты сактоо үчүн абдан маанилүү. 13 Бирок, бул модуляторлор окшош механизмдерге ээ болгондуктан, алардын бирин гана колдонуу эффективдүү болбой калышы мүмкүн. Буудайдын тузга чыдамдуулугун жакшыртуучу өсүштү жөнгө салуучу каражаттардын айкалышын табуу жагымсыз шарттарда буудай өстүрүү, түшүмдүүлүктү жогорулатуу жана азык-түлүк коопсуздугун камсыз кылуу үчүн абдан маанилүү.
TU жана Arg биргелешип колдонууну изилдеген изилдөөлөр жок. Бул новатордук айкалышы туз басымы астында буудайдын өсүшүнө синергетикалык жардам бере алабы белгисиз. Ошондуктан, бул изилдөөнүн максаты бул эки өсүү жөнгө салуучу синергетикалык буудайга туз стресс терс таасирин азайтууга мүмкүн экенин аныктоо болгон. Бул максатта биз өсүмдүктөрдүн редокстук жана иондук балансына көңүл буруп, туздун стресси астында буудайга TU жана Arg айкалышкан колдонуунун пайдасын изилдөө үчүн кыска мөөнөттүү гидропоникалык буудай көчөттөрү боюнча эксперимент жүргүздүк. Биз TU жана Arg айкалышы туздун стресстен келип чыккан кычкылдануу зыянын азайтуу жана иондук дисбалансты башкаруу үчүн синергетикалык иштеши мүмкүн, ошону менен буудайда тузга толеранттуулукту күчөтөт деп божомолдодук.
Үлгүлөрдүн MDA мазмуну тиобарбитур кислотасы ыкмасы менен аныкталган. 0,1 г жаңы үлгүдөгү порошокту так таразага тартып, 1 мл 10% трихлорассус кислотасы менен 10 мүнөткө экстракт, 10 000 г центрифугада 20 мүнөт жана үстүнкү затты чогултуңуз. Экстракт бирдей көлөмдөгү 0,75% тиобарбитур кислотасы менен аралаштырылды жана 100 °C температурада 15 мүнөткө инкубацияланды. Инкубациядан кийин үстүнкү зат центрифугалоо жолу менен чогултулуп, 450 нм, 532 нм жана 600 нмдеги OD маанилери ченелген. MDA концентрациясы төмөнкүдөй эсептелген:
3 күндүк дарылоо сыяктуу эле, Arg жана Tu колдонуу да 6 күндүк дарылоонун астында буудай көчөттөрүнүн антиоксидант ферменттеринин активдүүлүгүн бир топ жогорулатты. TU жана Arg айкалышы дагы эле эң натыйжалуу болгон. Бирок, дарылоодон кийин 6 күндөн кийин, ар кандай дарылоо шарттарында төрт антиоксидант ферменттин иш-аракеттери дарылоодон кийинки 3 күн менен салыштырганда төмөндөө тенденциясын көрсөттү (сүрөт 6).
Фотосинтез өсүмдүктөрдө кургак заттардын топтолушуна негиз болуп, тузга өтө сезгич хлоропласттарда болот. Туздун стресси плазма мембранасынын кычкылданышына, клеткалык осмотикалык баланстын бузулушуна, хлоропласттын ультраструктурасынын бузулушуна36 алып келиши мүмкүн, хлорофиллдин деградациясына алып келет, Кальвин циклинин ферменттеринин активдүүлүгүн төмөндөтөт (анын ичинде Рубиско), ошондой эле PS IIден PS I37ге электрондун өтүшүн азайтат. Кошумчалай кетсек, туз стресси стоматтын жабылышын шарттайт, ошону менен жалбырактардын CO2 концентрациясын азайтат жана фотосинтезди токтотот38. Биздин натыйжалар туздун стресси буудайдын стоматтык өткөргүчтүгүн төмөндөтөт, натыйжада жалбырактардын транспирациясынын ылдамдыгы жана клетка ичиндеги СО2 концентрациясынын төмөндөшүнө алып келген мурунку тыянактарды тастыктады, бул акыр аягында буудайдын фотосинтетикалык жөндөмдүүлүгүнүн төмөндөшүнө жана биомассасынын төмөндөшүнө алып келет (сүрөт. 1 жана 3). Белгилей кетсек, TU жана Arg колдонмосу туз стресси астында буудай өсүмдүктөрүнүн фотосинтездик эффективдүүлүгүн жогорулата алат. Фотосинтетикалык эффективдүүлүктүн жакшыруусу TU жана Arg бир убакта колдонулганда өзгөчө маанилүү болгон (3-сүрөт). Бул TU жана Arg стоматалдык ачылыш жана жабууну жөнгө салып, ошону менен мурунку изилдөөлөр тарабынан колдоого алынган фотосинтетикалык эффективдүүлүктү жогорулаткандыгына байланыштуу болушу мүмкүн. Мисалы, Бенкарти жана башкалар. туз стресс астында, TU олуттуу стоматикалык өткөргүчтүгү, CO2 өздөштүрүү ылдамдыгы жана Atriplex portulacoides L.39 PSII photochemistry максималдуу кванттык натыйжалуулугун жогорулаган деп табылган. Арг туз стресске дуушар болгон өсүмдүктөрдүн стоматалдык ачылышын жана жабылышын жөнгө салышы мүмкүн экенин далилдеген түз отчеттор жок болсо да, Silveira et al. Арг кургакчылык шартында жалбырактардагы газ алмашууну стимулдай алаарын көрсөттү22.
Жыйынтыктап айтканда, бул изилдөө, алардын иш-аракет жана физикалык-химиялык касиеттери ар кандай механизмдерин карабастан, TU жана Arg, өзгөчө бирге колдонулганда, буудай көчөттөрүндө NaCl стресске салыштырмалуу туруктуулукту камсыз кыла аларын баса белгилейт. TU жана Arg колдонуу буудайдын көчөттөрүнүн антиоксиданттык энзим коргонуу системасын активдештирип, ROS мазмунун азайтып, мембраналык липиддердин туруктуулугун сактап, ошону менен көчөттөрдөгү фотосинтезди жана Na+/K+ балансын сактайт. Бирок, бул изилдөө да чектөөлөр бар; ТУ жана Аргдын синергетикалык таасири тастыкталган жана анын физиологиялык механизми кандайдыр бир деңгээлде түшүндүрүлгөнү менен, татаалыраак молекулалык механизм түшүнүксүз бойдон калууда. Ошондуктан ТУ жана Аргдын синергетикалык механизмин транскриптомиялык, метаболомикалык жана башка методдорду колдонуу менен андан ары изилдөө зарыл.
Учурдагы изилдөөдө колдонулган жана/же талданган маалымат топтомдору тиешелүү автордон жүйөлүү суроо-талап боюнча жеткиликтүү.
Посттун убактысы: 19-май-2025