O'simliklar o'sishi regulyatorlari turli ekinlarda issiqlik stressini kamaytirish strategiyasi sifatida ishlatilgan

Kolumbiyadagi iqlim o‘zgarishi va o‘zgaruvchanlik tufayli guruch yetishtirish kamaymoqda.O'simliklar o'sishi regulyatorlariturli ekinlarda issiqlik stressini kamaytirish strategiyasi sifatida ishlatilgan. Shu sababli, ushbu tadqiqotning maqsadi fiziologik ta'sirlarni (stomatoz o'tkazuvchanligi, stomatit o'tkazuvchanligi, umumiy xlorofill miqdori, kombinatsiyalangan issiqlik stressiga (yuqori kunduz va tungi haroratlar), soyabon harorati va nisbiy suv miqdori) duchor bo'lgan ikkita tijorat guruch genotipining Fv / Fm nisbati va biokimyoviy o'zgaruvchilar (malondial kislota tarkibi) va biokimyoviy o'zgaruvchilarni baholash edi. Birinchi va ikkinchi tajribalar mos ravishda Federrose 67 ("F67") va Federrose 2000 ("F2000") guruchli ikkita genotipli o'simliklar yordamida o'tkazildi. Ikkala tajriba ham bir qator tajribalar sifatida birgalikda tahlil qilindi. O'rnatilgan davolash usullari quyidagilardan iborat edi: mutlaq nazorat (AC) (optimal haroratda o'stirilgan guruch o'simliklari (kunduzi / tungi harorat 30/25 ° C)), issiqlik stressini nazorat qilish (SC) [faqat birlashgan issiqlik stressiga (40/25 ° C) duchor bo'lgan guruch o'simliklari. 30 ° C)] va sholi o'simliklar stressga duchor bo'lgan va o'simlik o'sishi regulyatorlari (stress + AUX, stress + BR, stress + CK yoki stress + GA) bilan ikki marta (issiqlik stressidan 5 kun oldin va 5 kundan keyin) purkalgan. SA bilan purkash har ikkala navning umumiy xlorofill miqdorini ko'paytirdi ("F67" va "F2000" sholi o'simliklarining yangi vazni mos ravishda 3,25 va 3,65 mg / g), SC o'simliklariga nisbatan ("F67" o'simliklarining yangi vazni 2,36 va 2,16 mg) ko'paydi. “F2000”, yaproqlarga CK qo'llanilishi, shuningdek, issiqlik stressini nazorat qilish bilan solishtirganda, odatda, “F2000” guruchining stomatal o'tkazuvchanligini (499,25 ga nisbatan 150,60 mmol m-2 s) yaxshiladi. issiqlik stressi, o'simlik tojining harorati 2-3 ° S ga kamayadi va o'simliklardagi MDA tarkibi kamayadi. Nisbiy tolerantlik indeksi shuni ko'rsatadiki, CK (97,69%) va BR (60,73%) ning barglardan qo'llanilishi kombinatsiyalangan issiqlik muammosini engillashtirishga yordam beradi. stress asosan F2000 guruch o'simliklarida. Xulosa qilib aytadigan bo'lsak, BR yoki CK ning bargiga püskürtülmesi guruch o'simliklarining fiziologik xatti-harakatlariga kombinatsiyalangan issiqlik stressining salbiy ta'sirini kamaytirishga yordam beradigan agrotexnik strategiya sifatida qaralishi mumkin.
Guruch (Oryza sativa) Poaceae oilasiga tegishli bo'lib, makkajo'xori va bug'doy bilan bir qatorda dunyodagi eng ko'p yetishtiriladigan don ekinlaridan biridir (Bajaj va Mohanty, 2005). Guruch ekiladigan maydonlar 617 934 gektarni tashkil etadi va 2020 yilda milliy ishlab chiqarish 2 937 840 tonnani tashkil etdi, o'rtacha hosildorlik 5,02 tonna / ga (Federarroz (Federación Nacional de Arroceros), 2021).
Global isish sholi ekinlariga ta'sir qilib, yuqori harorat va qurg'oqchilik davrlari kabi turli xil abiotik stresslarga olib keladi. Iqlim o'zgarishi global haroratning oshishiga olib keladi; 21-asrda harorat 1,0–3,7°C ga ko‘tarilishi prognoz qilinmoqda, bu esa issiqlik stressining chastotasi va intensivligini oshirishi mumkin. Atrof-muhit haroratining ko'tarilishi guruchga ta'sir qildi, bu esa ekinlar hosildorligini 6-7% ga pasayishiga olib keldi. Boshqa tomondan, iqlim o'zgarishi, shuningdek, tropik va subtropik mintaqalarda kuchli qurg'oqchilik yoki yuqori harorat davrlari kabi ekinlar uchun noqulay ekologik sharoitlarga olib keladi. Bundan tashqari, El Niño kabi o'zgaruvchanlik hodisalari issiqlik stressiga olib kelishi va ba'zi tropik mintaqalarda hosilning shikastlanishini kuchaytirishi mumkin. Kolumbiyada guruch yetishtiriladigan hududlarda harorat 2050 yilga kelib 2–2,5°C ga oshishi kutilmoqda, bu esa guruch ishlab chiqarishni qisqartiradi va bozorlar va ta’minot zanjirlariga mahsulot oqimiga ta’sir qiladi.
Aksariyat guruch ekinlari harorat ekinlarning o'sishi uchun optimal diapazonga yaqin bo'lgan joylarda etishtiriladi (Shah va boshq., 2011). Kunduzgi va tungi o'rtacha haroratlar uchun optimal ekanligi ma'lum qilindisholining o'sishi va rivojlanishiodatda mos ravishda 28 ° C va 22 ° C (Kilasi va boshqalar, 2018; Calderon-Páez va boshq., 2021). Ushbu chegaralardan yuqori haroratlar sholi rivojlanishining sezgir bosqichlarida (tug'ish, antez, gullash va donni to'ldirish) o'rtacha va kuchli issiqlik stressini keltirib chiqarishi mumkin, bu esa g'alla hosiliga salbiy ta'sir qiladi. Hosildorlikning bunday kamayishi, asosan, o'simlik fiziologiyasiga ta'sir qiluvchi uzoq muddatli issiqlik stressiga bog'liq. Stress davomiyligi va erishilgan maksimal harorat kabi turli omillarning o'zaro ta'siri tufayli issiqlik stressi o'simlik metabolizmi va rivojlanishiga bir qator qaytarilmas zarar etkazishi mumkin.
Issiqlik stressi o'simliklardagi turli fiziologik va biokimyoviy jarayonlarga ta'sir qiladi. Barglarning fotosintezi sholi o'simliklarida issiqlik stressiga eng sezgir jarayonlardan biridir, chunki sutkalik harorat 35 ° C dan oshganda fotosintez tezligi 50% ga kamayadi. Guruch o'simliklarining fiziologik reaktsiyalari issiqlik stressining turiga qarab o'zgaradi. Misol uchun, o'simliklar yuqori kunduzgi harorat (33-40 ° C) yoki yuqori kunduzi va tungi harorat (kunduzi 35-40 ° C, 28-30 ° S) ta'sirida fotosintez tezligi va stomatit o'tkazuvchanligi inhibe qilinadi. C kechani anglatadi) (Lü va boshqalar, 2013; Fahad va boshqalar, 2016; Chaturvedi va boshqalar, 2017). Kechasi yuqori harorat (30 ° C) fotosintezning o'rtacha inhibisyoniga olib keladi, lekin tungi nafas olishni oshiradi (Fahad va boshq., 2016; Alvarado-Sanabria va boshq., 2017). Stress davridan qat'i nazar, issiqlik stressi barglarning xlorofill tarkibiga, xlorofil o'zgaruvchan floresansining maksimal xlorofil floresansiga (Fv / Fm) nisbati va guruch o'simliklarida Rubisko faollashishiga ham ta'sir qiladi (Cao va boshq. 2009; Yin va boshq. 2010). ) Sanches Reynoso va boshqalar, 2014).
Biokimyoviy o'zgarishlar o'simliklarning issiqlik stressiga moslashuvining yana bir jihati hisoblanadi (Vohid va boshq., 2007). Prolin tarkibi o'simlik stressining biokimyoviy ko'rsatkichi sifatida ishlatilgan (Ahmed va Hassan 2011). Prolin o'simlik metabolizmida muhim rol o'ynaydi, chunki u uglerod yoki azot manbai va yuqori harorat sharoitida membran stabilizatori sifatida ishlaydi (Sánchez-Reinoso va boshq., 2014). Yuqori haroratlar, shuningdek, lipid peroksidatsiyasi orqali membrana barqarorligiga ta'sir qiladi, bu malondialdegid (MDA) hosil bo'lishiga olib keladi (Vahid va boshq., 2007). Shuning uchun MDA tarkibi issiqlik stressi ostida hujayra membranalarining strukturaviy yaxlitligini tushunish uchun ham ishlatilgan (Cao va boshq., 2009; Chavez-Arias va boshq., 2018). Nihoyat, kombinatsiyalangan issiqlik stressi [37/30 ° C (kunduzi / kechasi)] guruchdagi elektrolitlar oqishi va malondialdegid miqdorini oshirdi (Liu va boshq., 2013).
Issiqlik stressining salbiy ta'sirini yumshatish uchun o'simlik o'sish regulyatorlaridan (GR) foydalanish baholandi, chunki bu moddalar o'simliklarning bunday stressga qarshi reaktsiyalarida yoki fiziologik himoya mexanizmlarida faol ishtirok etadi (Peleg va Blumwald, 2011; Yin va boshq., 2011; Axmed va boshq., 2015). Genetik resurslarning ekzogen qo'llanilishi turli ekinlarning issiqlik stressiga chidamliligiga ijobiy ta'sir ko'rsatdi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, gibberellinlar (GA), sitokininlar (CK), auksinlar (AUX) yoki brassinosteroidlar (BR) kabi fitohormonlar turli fiziologik va biokimyoviy o'zgaruvchilarning ko'payishiga olib keladi (Peleg va Blumwald, 2011; Yin va boshqalar. Ren, 2011; Milerho va boshqalar. al., 2014). Kolumbiyada genetik resurslarning ekzogen qo'llanilishi va uning sholi ekinlariga ta'siri to'liq tushunilmagan va o'rganilmagan. Biroq, oldingi tadqiqot shuni ko'rsatdiki, BR ning bargidan püskürtülmesi guruch ko'chatlari barglarining gaz almashinuvi xususiyatlarini, xlorofill yoki prolin tarkibini yaxshilash orqali guruchning bardoshliligini yaxshilashi mumkin (Quintero-Calderon va boshq., 2021).
Sitokininlar o'simliklarning abiotik stresslarga, shu jumladan issiqlik stressiga javob berishiga vositachilik qiladi (Ha va boshq., 2012). Bundan tashqari, CK ning ekzogen qo'llanilishi termal zararni kamaytirishi mumkinligi haqida xabar berilgan. Misol uchun, zeatinning ekzogen qo'llanilishi issiqlik stressi paytida o'rmalab yuruvchi o't o'tlarida (Agrotis estolonifera) fotosintez tezligini, xlorofill a va b tarkibini va elektron tashish samaradorligini oshirdi (Xu va Huang, 2009; Jespersen va Huang, 2015). Zeatinning ekzogen qo'llanilishi antioksidant faollikni yaxshilashi, turli xil oqsillarning sintezini kuchaytirishi, reaktiv kislorod turlarining (ROS) zararlanishini va o'simlik to'qimalarida malondialdegid (MDA) ishlab chiqarishni kamaytirishi mumkin (Chernyadyev, 2009; Yang va boshq., 2009). , 2016; Kumar va boshqalar, 2020).
Gibberel kislotasidan foydalanish ham issiqlik stressiga ijobiy ta'sir ko'rsatdi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, GA biosintezi turli metabolik yo'llarga vositachilik qiladi va yuqori harorat sharoitida tolerantlikni oshiradi (Alonso-Ramirez va boshq. 2009; Khan va boshq. 2020). Abdel-Nabi va boshqalar. (2020) ekzogen GA (25 yoki 50 mg * L) ning bargiga püskürtülmesi nazorat o'simliklariga nisbatan issiqlik ta'siriga uchragan apelsin o'simliklarida fotosintez tezligini va antioksidant faolligini oshirishi mumkinligini aniqladi. Bundan tashqari, HA ning ekzogen qo'llanilishi nisbiy namlik, xlorofill va karotenoid tarkibini oshirishi va issiqlik stressi ostida xurmoda (Feniks dactylifera) lipid peroksidlanishini kamaytirishi kuzatilgan (Khan va boshq., 2020). Auxin, shuningdek, yuqori harorat sharoitlariga moslashuvchan o'sish reaktsiyalarini tartibga solishda muhim rol o'ynaydi (Sun va boshq., 2012; Vang va boshq., 2016). Ushbu o'sish regulyatori abiotik stress ostida prolin sintezi yoki degradatsiya kabi turli jarayonlarda biokimyoviy marker sifatida ishlaydi (Ali va boshq. 2007). Bundan tashqari, AUX antioksidant faollikni ham oshiradi, bu esa lipid peroksidatsiyasining kamayishi tufayli o'simliklarda MDA ning pasayishiga olib keladi (Bielach va boshq., 2017). Sergeev va boshqalar. (2018) noʻxat oʻsimliklarida (Pisum sativum) issiqlik taʼsirida prolin – dimetilaminoetoksikarbonilmetil)naftilxlorometil efir (TA-14) miqdori ortib borishini kuzatgan. Xuddi shu tajribada ular AUX bilan ishlov berilmagan o'simliklar bilan solishtirganda ishlov berilgan o'simliklarda MDA ning past darajasini ham kuzatdilar.
Brassinosteroidlar issiqlik stressining ta'sirini yumshatish uchun ishlatiladigan o'sish regulyatorlarining yana bir sinfidir. Ogweno va boshqalar. (2008) ekzogen BR spreyi 8 kun davomida issiqlik stressi ostida pomidor (Solanum lycopersicum) o'simliklarining aniq fotosintetik tezligini, stomatal o'tkazuvchanligini va Rubisco karboksillanishining maksimal tezligini oshirganligini xabar qildi. Epibrassinosteroidlarning bargidan püskürtülmesi issiqlik stressi ostida bodring (Cucumis sativus) o'simliklarining aniq fotosintez tezligini oshirishi mumkin (Yu va boshq., 2004). Bundan tashqari, BR ning ekzogen qo'llanilishi xlorofill degradatsiyasini kechiktiradi va issiqlik stressi ostida o'simliklarda suvdan foydalanish samaradorligini va PSII fotokimyosining maksimal kvant rentabelligini oshiradi (Holá va boshq., 2010; Toussagunpanit va boshq., 2015).
Iqlim o'zgarishi va o'zgaruvchanlik tufayli guruch ekinlari kunlik yuqori haroratli davrlarga duch keladi (Lesk va boshq., 2016; Garces, 2020; Federarroz (Federación Nacional de Arroceros), 2021). O'simliklarni fenotiplashda fitonutrientlar yoki biostimulyatorlardan foydalanish guruch yetishtiriladigan hududlarda issiqlik stressini yumshatish strategiyasi sifatida o'rganilgan (Alvarado-Sanabria va boshq., 2017; Calderon-Páez va boshq., 2021; Quintero-Calderon va boshq.). Bundan tashqari, biokimyoviy va fiziologik o'zgaruvchilardan (bargning harorati, stomatit o'tkazuvchanligi, xlorofill floresansi parametrlari, xlorofill va nisbiy suv miqdori, malondialdegid va prolin sintezi) foydalanish mahalliy va xalqaro miqyosda guruch o'simliklarini issiqlik stressi ostida tekshirish uchun ishonchli vositadir (Sánchez -Reyano201; Alvarado-Sanabria et al., 2017 Biroq, guruchda bargli fitohormonal spreylarni qo'llash bo'yicha tadqiqotlar kamdan-kam hollarda bo'lib qolmoqda, shuning uchun o'simliklarning o'sishi regulyatorlarini qo'llashning fiziologik va biokimyoviy reaktsiyalarini o'rganish ushbu davrdagi salbiy ta'sirlarni aniqlash uchun katta ahamiyatga ega. ushbu tadqiqotning maqsadi to'rtta o'simlik o'sish regulyatorlarining (AUX, CK, GA va BR) barglardan qo'llanilishining fiziologik (stomatal o'tkazuvchanligi, xlorofil floresans parametrlari va nisbiy suv miqdori) va biokimyoviy ta'sirini baholash edi. (Fotosintetik pigmentlar, malondialdegid va prolin tarkibi) Ikki tijorat guruch genotipidagi o'zgaruvchilar kombinatsiyalangan issiqlik stressiga (yuqori kunduz / tungi haroratlar).
Ushbu tadqiqotda ikkita mustaqil tajriba o'tkazildi. Birinchi marta Federrose 67 (F67: so'nggi o'n yillikda yuqori haroratlarda rivojlangan genotip) va Federrose 2000 (F2000: 20-asrning so'nggi o'n yilligida ishlab chiqilgan, oq barg virusiga chidamliligini ko'rsatadigan genotip) ishlatilgan. urug'lar. va mos ravishda ikkinchi tajriba. Ikkala genotip ham kolumbiyalik fermerlar tomonidan keng o'stiriladi. Urug‘lar tarkibida 2% organik moddalar bo‘lgan qumli tuproqli 10 litrli (uzunligi 39,6 sm, eni 28,8 sm, balandligi 16,8 sm) tovoqlarga ekilgan. Har bir patnisga beshta oldindan urug'langan urug'lar ekilgan. Paletalar Kolumbiya Milliy Universiteti Qishloq xo'jaligi fanlari fakulteti issiqxonasiga, Bogota kampusiga (43°50'56" N, 74°04'051" Vt), dengiz sathidan (asl) 2556 m balandlikda joylashtirildi. m.) va 2019-yilning oktyabridan dekabrigacha amalga oshirildi. 2020-yilning xuddi shu mavsumida bitta tajriba (Federroz 67) va ikkinchi tajriba (Federroz 2000).
Har bir ekish mavsumida issiqxonada atrof-muhit sharoitlari quyidagicha: kunduzi va kechasi harorati 30/25 ° C, nisbiy namlik 60 ~ 80%, tabiiy fotoperiod 12 soat (fotosintetik faol nurlanish 1500 mkmol (foton) m-2 s-). tushda 1). Sanchez-Reinoso va boshqalarga ko'ra, o'simliklar urug'lar paydo bo'lganidan 20 kun o'tgach (DAE) har bir element tarkibiga ko'ra urug'lantirildi. (2019): har bir oʻsimlik uchun 670 mg azot, 110 mg fosfor, har bir oʻsimlik uchun 350 mg kaliy, 68 mg kaltsiy, 20 mg magniy, 20 mg oltingugurt, 17 mg kremniy. O'simliklarda har bir o'simlikda 10 mg bor, 17 mg mis va 44 mg rux mavjud. Guruch o'simliklari bu davrda V5 fenologik bosqichga etganida, har bir tajribada 47 DAE darajasida saqlangan. Oldingi tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, bu fenologik bosqich guruchda issiqlik stressini o'rganish uchun mos vaqtdir (Sánchez-Reinoso va boshq., 2014; Alvarado-Sanabria va boshq., 2017).
Har bir tajribada barg o'sishi regulyatorining ikkita alohida qo'llanilishi amalga oshirildi. Barglardan fitohormonli spreylarning birinchi to'plami o'simliklarni ekologik stressga tayyorlash uchun issiqlik bilan ishlov berishdan (42 DAE) 5 kun oldin qo'llanilgan. O'simliklar stress sharoitlariga duchor bo'lganidan keyin 5 kun o'tgach (52 DAE) ikkinchi bargli spreyi berildi. To'rtta fitohormon ishlatilgan va ushbu tadqiqotda püskürtülmüş har bir faol moddaning xususiyatlari qo'shimcha jadvalda keltirilgan. Barg o'sishi regulyatorlarining kontsentratsiyasi quyidagicha edi: (i) 5 × 10−5 M (ii) 5 × 10-5 M (ii) 5 × 10-5 M (ii) 5 × ibberel kislotasi (MAA NAA) oksin (1-naftilsirka kislotasi: NAA); GA3); (iii) Sitokinin (trans-zeatin) 1 × 10-5 M (iv) Brassinosteroidlar [Spirostan-6-bir, 3,5-dihidroksi-, (3b,5a,25R)] 5 × 10-5; M. Bu konsentratsiyalar tanlangan, chunki ular ijobiy javoblarni keltirib chiqaradi va o'simliklarning issiqlik stressiga chidamliligini oshiradi (Zahir va boshq., 2001; Wen va boshq., 2010; El-Bassiony va boshq., 2012; Salehifar va boshq., 2017). O'simlik o'sishini tartibga soluvchi spreylarsiz guruch o'simliklari faqat distillangan suv bilan ishlov berilgan. Barcha guruch o'simliklari qo'l purkagich bilan püskürtülür. Barglarning yuqori va pastki yuzalarini namlash uchun o'simlikka 20 ml H2O qo'llang. Barcha barg purkagichlarida qishloq xoʻjaligi yordamchisi (Agrotin, Bayer CropScience, Kolumbiya) 0,1% (v/v) dan foydalanilgan. Idish va purkagich orasidagi masofa 30 sm.
Har bir tajribada birinchi barg purkagichidan (47 DAE) 5 kun o'tgach, issiqlik stressi bilan ishlov berish amalga oshirildi. Guruch o'simliklari issiqxonadan 294 L o'sish kamerasiga (MLR-351H, Sanyo, IL, AQSh) issiqlik stressini o'rnatish yoki bir xil atrof-muhit sharoitlarini (47 DAE) saqlab qolish uchun ko'chirildi. Kombinatsiyalangan issiqlik stressi bilan ishlov berish kamerani quyidagi kunduzgi / tungi haroratlarga o'rnatish orqali amalga oshirildi: kunduzgi yuqori harorat [5 soat davomida 40 ° C (soat 11:00 dan 16:00 gacha)] va kechasi [5 soat davomida 30 ° C] . 8 kun ketma-ket (soat 19:00 dan 24:00 gacha). Stress harorati va ta'sir qilish vaqti oldingi tadqiqotlar asosida tanlangan (Sánchez-Reynoso va boshq. 2014; Alvarado-Sanabría va boshq. 2017). Boshqa tomondan, o'sish kamerasiga o'tkazilgan bir guruh o'simliklar ketma-ket 8 kun davomida bir xil haroratda (kunduzi 30 ° C / kechasi 25 ° C) issiqxonada saqlanadi.
Tajriba oxirida quyidagi davolash guruhlari olindi: (i) o'sish harorati holati + distillangan suvni qo'llash [Mutlaq nazorat (AC)], (ii) issiqlik stress holati + distillangan suvni qo'llash [Issiqlik stressini nazorat qilish (SC)], (iii) shartlar issiqlik stress holati + auksin qo'llanilishi (AUX), (iv) issiqlik stress holati + gibberellin qo'llanilishi (IV) issiqlik stress holati + gibberellin qo'llanilishi (GAvi) va (GAvi) issiqlik stress holati + brassinosteroid (BR) Ilova. Ushbu davolash guruhlari ikkita genotip (F67 va F2000) uchun ishlatilgan. Barcha muolajalar har biri bitta o'simlikdan iborat bo'lgan besh replikatsiya bilan to'liq tasodifiy dizaynda amalga oshirildi. Har bir o'simlik tajriba oxirida aniqlangan o'zgaruvchilarni o'qish uchun ishlatilgan. Tajriba 55 DAE davom etdi.
Stomatal o'tkazuvchanlik (gs) 0 dan 1000 mmol m-2 s-1 gacha bo'lgan portativ porozometr (SC-1, METER Group Inc., AQSH) yordamida o'lchandi, namuna kamerasi teshigi 6,35 mm. O'lchovlar o'simlikning asosiy kurtaklari to'liq kengaygan holda etuk bargga stomametr probini biriktirish orqali amalga oshiriladi. Har bir davolash uchun har bir o'simlikning uchta bargida soat 11:00 dan 16:00 gacha gs ko'rsatkichlari olindi va o'rtacha hisoblanadi.
RWC Ghoulam va boshqalar tomonidan tasvirlangan usul bo'yicha aniqlangan. (2002). G ni aniqlash uchun ishlatiladigan to'liq kengaytirilgan varaq RWC o'lchash uchun ham ishlatilgan. Yangi vazn (FW) yig'ib olingandan so'ng darhol raqamli tarozi yordamida aniqlandi. Keyin barglar suv bilan to'ldirilgan plastik idishga joylashtirildi va qorong'i joyda xona haroratida (22 ° C) 48 soat davomida qoldirildi. Keyin raqamli tarozida torting va kengaytirilgan vaznni (TW) yozing. Shishgan barglar pechda 75 ° C da 48 soat davomida quritilgan va ularning quruq vazni (DW) qayd etilgan.
Nisbiy xlorofil miqdori xlorofill o'lchagich (atLeafmeter, FT Green MChJ, AQSh) yordamida aniqlandi va atLeaf birliklarida ifodalandi (Dey va boshq., 2016). PSII maksimal kvant samaradorligi ko'rsatkichlari (Fv/Fm nisbati) doimiy qo'zg'atuvchi xlorofil florimetri (Handy PEA, Hansatech Instruments, Buyuk Britaniya) yordamida qayd etildi. Barglar Fv/Fm o'lchovlaridan oldin 20 daqiqa davomida barg qisqichlari yordamida qorong'ilikka moslashtirildi (Restrepo-Diaz va Garces-Varon, 2013). Barglar qorong'ilikka moslashgandan so'ng, asosiy (F0) va maksimal floresans (Fm) o'lchandi. Ushbu ma'lumotlardan o'zgaruvchan floresans (Fv = Fm - F0), o'zgaruvchan floresansning maksimal flüoresansga nisbati (Fv / Fm), PSII fotokimyosining maksimal kvant rentabelligi (Fv / F0) va Fm / F0 nisbati hisoblab chiqilgan (Baker, 2008; Li va boshq. 20). Nisbiy xlorofil va xlorofil floresan ko'rsatkichlari gs o'lchovlari uchun ishlatiladigan bir xil barglarda olingan.
Taxminan 800 mg bargning yangi vazni biokimyoviy o'zgaruvchilar sifatida to'plangan. Keyin barg namunalari suyuq azotda bir hil holga keltirildi va keyingi tahlil uchun saqlanadi. To'qimalarning xlorofill a, b va karotenoid tarkibini baholash uchun ishlatiladigan spektrometrik usul Wellburn (1994) tomonidan tasvirlangan usul va tenglamalarga asoslanadi. Barg to'qimalarining namunalari (30 mg) yig'ildi va 3 ml 80% asetonda homogenlashtirildi. Keyin namunalar zarrachalarni olib tashlash uchun 10 daqiqa davomida 5000 aylanish tezligida santrifüj qilindi (model 420101, Becton Dickinson Primary Care Diagnostics, AQSh). Supernatant 80% aseton qo'shilishi bilan yakuniy hajm 6 ml ga suyultirildi (Sims va Gamon, 2002). Xlorofill tarkibi spektrofotometr (Spectronic BioMate 3 UV-vis, Thermo, AQSH) yordamida 663 (xlorofil a) va 646 (xlorofil b) nm, karotinoidlar esa 470 nm da aniqlangan.
Hodges va boshqalar tomonidan tasvirlangan tiobarbiturik kislota (TBA) usuli. (1999) membrana lipid peroksidatsiyasini (MDA) baholash uchun ishlatilgan. Taxminan 0,3 g barg to'qimasi ham suyuq azotda gomogenlashtirildi. Namunalar 5000 rpm tezlikda santrifüj qilindi va absorbans spektrofotometrda 440, 532 va 600 nm da o'lchandi. Nihoyat, MDA kontsentratsiyasi so'nish koeffitsienti (157 M mL-1) yordamida hisoblangan.
Barcha muolajalarning prolin tarkibi Bates va boshqalar tomonidan tasvirlangan usul yordamida aniqlandi. (1973). Saqlangan namunaga sulfosalitsil kislotaning 3% li suvli eritmasidan 10 ml qo‘shing va Whatman filtr qog‘ozidan (No2) filtrlang. Keyin bu filtratdan 2 ml 2 ml ninhidrat kislota va 2 ml muzli sirka kislotasi bilan reaksiyaga kirishdi. Aralash 1 soat davomida 90 ° C haroratda suv hammomiga joylashtirildi. Muz ustida inkubatsiya qilish orqali reaktsiyani to'xtating. Naychani vorteks yordamida kuchli silkitib, hosil bo'lgan eritmani 4 ml toluolda eritib yuboring. Absorbans ko'rsatkichlari fotosintetik pigmentlarni aniqlash uchun ishlatiladigan bir xil spektrofotometr yordamida 520 nm da aniqlandi (Spectronic BioMate 3 UV-Vis, Thermo, Madison, WI, AQSh).
Gerxards va boshqalar tomonidan tasvirlangan usul. (2016) soyabon harorati va CSI hisoblash uchun. Termal fotosuratlar FLIR 2 kamerasi (FLIR Systems Inc., Boston, MA, AQSh) bilan stress davrining oxirida ± 2 ° C aniqlik bilan olingan. Suratga olish uchun o'simlik orqasiga oq sirt qo'ying. Shunga qaramay, ikkita zavod mos yozuvlar modellari sifatida ko'rib chiqildi. O'simliklar oq yuzaga joylashtirilgan; biri barcha stomatalarning ochilishini taqlid qilish uchun qishloq xo'jaligi yordamchisi (Agrotin, Bayer CropScience, Bogota, Kolumbiya) bilan qoplangan [ho'l rejim (Twet)], ikkinchisi esa hech qanday qo'llanilmagan barg edi [Quruq rejim (Tdry)] (Castro -Duque va boshq., 2020). Suratga olish paytida kamera va qozon orasidagi masofa 1 m edi.
Nisbatan bardoshlik indeksi ushbu tadqiqotda baholangan ishlov berilgan genotiplarning bardoshliligini aniqlash uchun nazorat o'simliklari (stress bilan davolashsiz va o'sish regulyatorlari qo'llaniladigan o'simliklar) bilan solishtirganda ishlov berilgan o'simliklarning stomatal o'tkazuvchanligi (gs) yordamida bilvosita hisoblab chiqilgan. RTI Chavez-Arias va boshqalar tomonidan moslashtirilgan tenglama yordamida olingan. (2020).
Har bir tajribada yuqorida aytib o'tilgan barcha fiziologik o'zgaruvchilar aniqlandi va yuqori soyabondan to'plangan to'liq kengaytirilgan barglar yordamida 55 DAE da qayd etildi. Bundan tashqari, o'simliklar o'sadigan atrof-muhit sharoitlarini o'zgartirmaslik uchun o'sish kamerasida o'lchovlar o'tkazildi.
Birinchi va ikkinchi tajriba ma'lumotlari bir qator tajribalar sifatida birgalikda tahlil qilindi. Har bir tajriba guruhi 5 ta o'simlikdan iborat bo'lib, har bir o'simlik tajriba blokini tashkil etdi. Dispersiya tahlili (ANOVA) amalga oshirildi (P ≤ 0,05). Muhim farqlar aniqlanganda, Tukeyning post hoc qiyosiy testi P ≤ 0,05 da qo'llanildi. Foiz qiymatlarini aylantirish uchun arcsine funksiyasidan foydalaning. Ma'lumotlar Statistix v 9.0 dasturi (Analitik dasturiy ta'minot, Tallahassee, FL, AQSH) yordamida tahlil qilindi va SigmaPlot (versiya 10.0; Systat Software, San-Xose, CA, AQSh) yordamida chizilgan. Asosiy komponent tahlili InfoStat 2016 dasturiy taʼminotidan (Analisis Software, Kordoba Milliy universiteti, Argentina) yordamida oʻrganilayotgan oʻsimliklarning oʻsishini eng yaxshi regulyatorlarini aniqlash uchun oʻtkazildi.
1-jadvalda tajribalar, turli xil davolash usullari va ularning barglar fotosintetik pigmentlari (xlorofill a, b, umumiy va karotenoidlar), malondialdegid (MDA) va prolin tarkibi va stomatit o'tkazuvchanligi bilan o'zaro ta'siri ko'rsatilgan ANOVA jamlangan. Gs ta'siri, nisbiy suv miqdori. (RWC), xlorofill tarkibi, xlorofil alfa floresans parametrlari, toj harorati (PCT) (°C), ekin stress indeksi (CSI) va 55 DAE da guruch o'simliklarining nisbiy bardoshlik indeksi.
Jadval 1. Eksperimentlar (genotiplar) va issiqlik stressini davolash o'rtasidagi guruchning fiziologik va biokimyoviy o'zgaruvchilari bo'yicha ANOVA ma'lumotlarining qisqacha mazmuni.
Barglarning fotosintetik pigment oʻzaro taʼsiridagi farqlar (P≤0.01), nisbiy xlorofill tarkibi (Atleaf koʻrsatkichlari) va tajribalar va muolajalar oʻrtasidagi alfa-xlorofill floresans parametrlari 2-jadvalda koʻrsatilgan. Kunduzgi va tungi haroratning yuqoriligi umumiy xlorofill va karotenoid tarkibini oshirdi. Barglarga fitohormonlar purkamagan sholi ko‘chatlarida (“F67” uchun 2,36 mg g-1 va “F2000” uchun 2,56 mg g-1) optimal harorat sharoitida (2,67 mg g -1) o‘stirilgan o‘simliklarga nisbatan) umumiy xlorofill miqdori kamroq bo‘lgan. Ikkala tajribada "F67" 2,80 mg g-1 va "F2000" 2,80 mg g-1 edi. Bundan tashqari, issiqlik stressi ostida AUX va GA purkagichlari kombinatsiyasi bilan ishlov berilgan guruch ko'chatlari ikkala genotipda ham xlorofill miqdorining pasayishini ko'rsatdi (AUX = 1,96 mg g-1 va GA = 1,45 mg g-1 "F67" ; AUX = 1,96 mg g-1 va "GA = 1,96 mg g-1 va ″ GA = 6 mg. AUX = 2,24 mg) g-1 va GA = 1,43 mg g-1 ("F2000" uchun) issiqlik stressi sharoitida. Issiqlik stressi sharoitida BR bilan barglarni davolash ikkala genotipda ham bu o'zgaruvchining biroz oshishiga olib keldi. Nihoyat, CK bargli spreyi F67 (3,24 mg g-1) va F2000 (3,65 mg g-1) genotiplarida barcha muolajalar (AUX, GA, BR, SC va AC muolajalari) orasida eng yuqori fotosintetik pigment qiymatlarini ko'rsatdi. Xlorofillning nisbiy tarkibi (Atleaf birligi) kombinatsiyalangan issiqlik stressi bilan ham kamaydi. Eng yuqori ko'rsatkichlar ikkala genotipda ham CC bilan püskürtülmüş o'simliklarda qayd etilgan ("F67" uchun 41,66 va "F2000" uchun 49,30). Fv va Fv/Fm nisbatlari davolash usullari va navlar o‘rtasida sezilarli farqni ko‘rsatdi (2-jadval). Umuman olganda, bu o'zgaruvchilar orasida F67 navi F2000 naviga qaraganda issiqlik stressiga kamroq sezgir edi. Fv va Fv/Fm nisbatlari ikkinchi tajribada ko'proq zarar ko'rdi. Hech qanday fitohormonlar bilan püskürtülmemiş stressli "F2000" ko'chatlari eng past Fv (2120,15) va Fv/Fm nisbatlariga (0,59) ega edi, ammo CK bilan bargga purkash bu qiymatlarni tiklashga yordam berdi (Fv: 2591, 89, Fv/Fm 3:). , optimal harorat sharoitida o'stirilgan "F2000" o'simliklarida qayd etilganlarga o'xshash ko'rsatkichlarni olish (Fv: 2955,35, Fv / Fm nisbati: 0,73: 0,72). Dastlabki floresans (F0), maksimal floresans (Fm), PSII ning maksimal fotokimyoviy kvant rentabelligi (Fv / F0) va Fm / F0 nisbatida sezilarli farqlar yo'q edi. Nihoyat, BR CK bilan kuzatilgan o'xshash tendentsiyani ko'rsatdi (Fv 2545,06, Fv / Fm nisbati 0,73).
Jadval 2. Birlashtirilgan issiqlik stressining (40°/30°C kunduzi/tun) barg fotosintetik pigmentlariga taʼsiri [jami xlorofill (Jami Chl), xlorofil a (Chl a), xlorofil b (Chl b) va karotinoidlar Cx+c] taʼsiri ], nisbiy xlorofill miqdori (A) parametrlari yoki flulofill miqdori), (boshlang'ich floresans (F0), maksimal flüoresans (Fm), o'zgaruvchan floresans (Fv), maksimal PSII samaradorligi (Fv/Fm), PSII ning fotokimyoviy maksimal kvant rentabelligi (Fv/F0 ) va Fm/F0 ikki guruch genotipi [Federrose 670 (Federrose 670) va Fm/F0) (F2000)] paydo bo'lganidan keyin 55 kun (DAE)).
Turli xil ishlov berilgan guruch o'simliklarining nisbiy suv miqdori (RWC) eksperimental va barglar bilan ishlov berish o'rtasidagi o'zaro ta'sirda farqlarni (P ≤ 0,05) ko'rsatdi (1A-rasm). SA bilan davolashda ikkala genotip uchun eng past ko'rsatkichlar qayd etilgan (F67 uchun 74,01% va F2000 uchun 76,6%). Issiqlik stressi sharoitida turli xil fitohormonlar bilan ishlov berilgan ikkala genotipdagi guruch o'simliklarining RWC sezilarli darajada oshdi. Umuman olganda, CK, GA, AUX yoki BR ning barglardan qo'llanilishi RWC ni tajriba davomida optimal sharoitda o'stirilgan o'simliklarnikiga o'xshash qiymatlarga oshirdi. Mutlaq nazorat va bargidan püskürtülmüş o'simliklar ikkala genotip uchun taxminan 83% qiymatlarni qayd etdi. Boshqa tomondan, gs ham tajriba-davolash o'zaro ta'sirida sezilarli farqlarni (P ≤ 0,01) ko'rsatdi (1B-rasm). Mutlaq nazorat (AC) zavodi har bir genotip uchun eng yuqori qiymatlarni qayd etdi (F67 uchun 440,65 mmol m-2s-1 va F2000 uchun 511,02 mmol m-2s-1). Faqatgina kombinatsiyalangan issiqlik stressiga duchor bo'lgan guruch o'simliklari ikkala genotip uchun eng past gs qiymatlarini ko'rsatdi (F67 uchun 150,60 mmol m-2s-1 va F2000 uchun 171,32 mmol m-2s-1). Barcha o'simlik o'sish regulyatorlari bilan bargdan ishlov berish ham g ortdi. CC bilan püskürtülmüş F2000 guruch o'simliklarida, fitohormonlar bilan bargdan purkashning ta'siri aniqroq bo'ldi. Bu o'simliklar guruhi mutlaq nazorat o'simliklari (AC 511,02 va CC 499,25 mmol m-2s-1) bilan solishtirganda farq ko'rsatmadi.
Shakl 1. Birlashtirilgan issiqlik stressining (40 ° / 30 ° C kunduzi / kechasi) nisbiy suv tarkibiga (RWC) (A), stomatit o'tkazuvchanligiga (gs) (B), malondialdegid (MDA) ishlab chiqarish (C) va prolin tarkibiga ta'siri. (D) ikki guruch genotipli o'simliklarda (F67 va F2000) paydo bo'lgandan keyin 55 kun o'tgach (DAE). Har bir genotip uchun baholangan muolajalar quyidagilarni o'z ichiga oladi: mutlaq nazorat (AC), issiqlik stressini nazorat qilish (SC), issiqlik stressi + auxin (AUX), issiqlik stressi + gibberellin (GA), issiqlik stressi + hujayra mitogeni (CK) va issiqlik stressi + brassinosteroid. (BR). Har bir ustun beshta ma'lumot nuqtasining o'rtacha ± standart xatosini bildiradi (n = 5). Turli harflardan keyin ustunlar Tukey testiga ko'ra statistik jihatdan muhim farqlarni ko'rsatadi (P ≤ 0,05). Teng belgisi bo'lgan harflar o'rtacha statistik ahamiyatga ega emasligini ko'rsatadi (≤ 0,05).
MDA (P ≤ 0,01) va prolin (P ≤ 0,01) tarkibi ham eksperiment va fitohormon bilan davolash o'rtasidagi o'zaro ta'sirda sezilarli farqlarni ko'rsatdi (1C, D-rasm). Ikkala genotipda SC bilan davolashda lipid peroksidatsiyasining kuchayishi kuzatildi (1C-rasm), ammo barg o'sishi regulyatori spreyi bilan ishlov berilgan o'simliklar ikkala genotipda ham lipid peroksidatsiyasining pasayishini ko'rsatdi; Umuman olganda, fitohormonlardan foydalanish (CA, AUC, BR yoki GA) lipid peroksidatsiyasining (MDA tarkibi) pasayishiga olib keladi. Ikki genotipli AC o'simliklari va issiqlik stressi ostida bo'lgan va fitohormonlar bilan purkalgan o'simliklar o'rtasida hech qanday farq topilmadi ("F67" o'simliklarida kuzatilgan FW qiymatlari 4,38-6,77 mkmol g-1 oralig'ida, FW "F2000" o'simliklarida esa kuzatilgan qiymatlar 2,84 dan 9-18 µmoltgacha (boshqa proplanda proplanda). "F67" o'simliklarida sintez "F2000" o'simliklariga qaraganda birlashgan stress ostida bo'lgan, bu issiqlik bilan ishlaydigan guruch o'simliklarida prolin ishlab chiqarishning ko'payishiga olib kelgan, har ikkala tajribada ham bu gormonlarni kiritish F2000 o'simliklaridagi aminokislotalar miqdorini sezilarli darajada oshirganligi kuzatildi (AUX va BR mos ravishda 30,844 g (30,8 µg)). 1G).
Barg o'simligi o'sishi regulyatorining spreyi va kombinatsiyalangan issiqlik stressining o'simlik soyabon harorati va nisbiy bardoshlik indeksiga (RTI) ta'siri 2A va B rasmlarda ko'rsatilgan. Ikkala genotip uchun ham AC o'simliklarining soyabon harorati 27 ° C ga yaqin, SC o'simliklari esa 28 ° C atrofida edi. BILAN. Shuningdek, CK va BR bilan barglarni davolash SC o'simliklariga nisbatan soyabon haroratining 2-3 ° C ga pasayishiga olib kelishi kuzatildi (2A-rasm). RTI boshqa fiziologik o'zgaruvchilarga o'xshash xatti-harakatni ko'rsatdi, tajriba va davolash o'rtasidagi o'zaro ta'sirda sezilarli farqlarni (P ≤ 0,01) ko'rsatdi (2B-rasm). SC o'simliklari ikkala genotipda ham pastroq o'simlik bardoshliligini ko'rsatdi ("F67" va "F2000" sholi o'simliklari uchun mos ravishda 34,18% va 33,52%). Fitohormonlarning bargidan oziqlanishi yuqori haroratli stressga duchor bo'lgan o'simliklarda RTIni yaxshilaydi. Bu ta'sir CC bilan püskürtülmüş "F2000" o'simliklarida aniqroq bo'ldi, unda RTI 97,69 edi. Boshqa tomondan, sezilarli farqlar faqat guruchli o'simliklarning hosildorlik stressi indeksida (CSI) yaproq omili purkash stressi sharoitida (P ≤ 0,01) kuzatildi (2B-rasm). Faqat murakkab issiqlik stressiga duchor bo'lgan guruch o'simliklari eng yuqori stress indeks qiymatini (0,816) ko'rsatdi. Guruch o'simliklariga turli xil fitohormonlar sepilganda, stress indeksi pastroq edi (qiymatlar 0,6 dan 0,67 gacha). Nihoyat, optimal sharoitda yetishtirilgan guruch o'simligi 0,138 qiymatiga ega edi.
Shakl 2. Birlashtirilgan issiqlik stressining (40 ° / 30 ° C kunduzi / kechasi) soyabon haroratiga (A), nisbiy bardoshlik indeksiga (RTI) (B) va ikkita o'simlik turining ekin stress indeksiga (CSI) (C) ta'siri. Tijorat guruch genotiplari (F67 va F2000) turli xil issiqlik bilan ishlov berishdan o'tkazildi. Har bir genotip uchun baholangan muolajalar quyidagilarni o'z ichiga oladi: mutlaq nazorat (AC), issiqlik stressini nazorat qilish (SC), issiqlik stressi + auxin (AUX), issiqlik stressi + gibberellin (GA), issiqlik stressi + hujayra mitogeni (CK) va issiqlik stressi + brassinosteroid. (BR). Kombinatsiyalangan issiqlik stressi guruch o'simliklarini kunduzi / kechasi yuqori haroratga (kunduzi / kechasi 40 ° / 30 ° C) ta'sir qilishni o'z ichiga oladi. Har bir ustun beshta ma'lumot nuqtasining o'rtacha ± standart xatosini bildiradi (n = 5). Turli harflardan keyin ustunlar Tukey testiga ko'ra statistik jihatdan muhim farqlarni ko'rsatadi (P ≤ 0,05). Teng belgisi bo'lgan harflar o'rtacha statistik ahamiyatga ega emasligini ko'rsatadi (≤ 0,05).
Asosiy komponentlar tahlili (PCA) 55 DAE da baholangan o'zgaruvchilar o'sish regulyatori spreyi bilan ishlov berilgan issiqlik ta'siriga uchragan guruch o'simliklarining fiziologik va biokimyoviy javoblarining 66,1% ni tushuntirganligini ko'rsatdi (3-rasm). Vektorlar o'zgaruvchilarni va nuqtalar o'simlik o'sishi regulyatorlarini (GRs) ifodalaydi. Gs vektorlari, xlorofill tarkibi, PSII ning maksimal kvant samaradorligi (Fv/Fm) va biokimyoviy ko'rsatkichlar (TChl, MDA va prolin) kelib chiqishiga yaqin burchak ostida joylashgan bo'lib, o'simliklar va ularning fiziologik xatti-harakatlari o'rtasidagi yuqori korrelyatsiyadan dalolat beradi. o'zgaruvchan. Bir guruh (V) optimal haroratda (AT) yetishtirilgan guruch ko'chatlarini va CK va BA bilan ishlov berilgan F2000 o'simliklarini o'z ichiga oladi. Shu bilan birga, GR bilan ishlov berilgan o'simliklarning ko'pchiligi alohida guruhni (IV), F2000 da GA bilan ishlov berish esa alohida guruhni (II) tashkil etdi. Bundan farqli o'laroq, issiqlik ta'siriga uchragan guruch ko'chatlari (I va III guruhlar) fitohormonlarning bargiga spreyisiz (har ikkala genotip ham SC edi) V guruhga qarama-qarshi zonada joylashgan bo'lib, issiqlik stressining o'simlik fiziologiyasiga ta'sirini ko'rsatdi. .
Shakl 3. Ikki guruch genotipi (F67 va F2000) o'simliklarida paydo bo'lgandan keyin (DAE) 55 kun ichida kombinatsiyalangan issiqlik stressining (40 ° / 30 ° C kunduzi / kechasi) ta'sirining biografik tahlili. Qisqartmalar: AC F67, mutlaq nazorat F67; SC F67, issiqlik stressini nazorat qilish F67; AUX F67, issiqlik stressi + auxin F67; GA F67, issiqlik stressi + gibberellin F67; CK F67, issiqlik stressi + hujayra bo'linishi BR F67, issiqlik stressi + brassinosteroid. F67; AC F2000, mutlaq nazorat F2000; SC F2000, Issiqlik kuchlanishini nazorat qilish F2000; AUX F2000, issiqlik stressi + auxin F2000; GA F2000, issiqlik stressi + gibberellin F2000; CK F2000, issiqlik stressi + sitokinin, BR F2000, issiqlik stressi + guruch steroidi; F2000.
Xlorofill tarkibi, stomatit o'tkazuvchanligi, Fv / Fm nisbati, CSI, MDA, RTI va prolin tarkibi kabi o'zgaruvchilar guruch genotiplarining moslashuvini tushunishga va issiqlik stressi ostida agrotexnika strategiyalarining ta'sirini baholashga yordam beradi (Sarsu va boshq., 2018; Quintero-Calderon va boshq., 201). Ushbu tajribaning maqsadi murakkab issiqlik stressi sharoitida sholi ko'chatlarining fiziologik va biokimyoviy ko'rsatkichlariga to'rtta o'sish regulyatorini qo'llash ta'sirini baholash edi. Ko'chat sinovi mavjud infratuzilmaning hajmi yoki holatiga qarab sholi o'simliklarini bir vaqtning o'zida baholashning oddiy va tezkor usulidir (Sarsu et al. 2018). Ushbu tadqiqot natijalari shuni ko'rsatdiki, kombinatsiyalangan issiqlik stressi ikkita guruch genotipida turli xil fiziologik va biokimyoviy reaktsiyalarni keltirib chiqaradi, bu moslashish jarayonini ko'rsatadi. Bu natijalar, shuningdek, barglarning o'sishini tartibga soluvchi spreylar (asosan sitokininlar va brassinosteroidlar) guruchning murakkab issiqlik stressiga moslashishiga yordam beradi, chunki foyda asosan gs, RWC, Fv / Fm nisbati, fotosintetik pigmentlar va prolin tarkibiga ta'sir qiladi.
O'sish regulyatorlarini qo'llash issiqlik stressi ostida guruch o'simliklarining suv holatini yaxshilashga yordam beradi, bu yuqori stress va o'simlik soyabonlarining past harorati bilan bog'liq bo'lishi mumkin. Ushbu tadqiqot shuni ko'rsatdiki, "F2000" (sezuvchan genotip) o'simliklari orasida asosan CK yoki BR bilan ishlov berilgan guruch o'simliklari SC bilan ishlov berilgan o'simliklarga qaraganda yuqori gs qiymatlari va past PCT qiymatlariga ega. Oldingi tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, gs va PCT aniq fiziologik ko'rsatkichlar bo'lib, ular guruch o'simliklarining moslashuvchan javobini va agrotexnika strategiyalarining issiqlik stressiga ta'sirini aniqlay oladi (Restrepo-Diaz va Garces-Varon, 2013; Sarsu va boshqalar, 2018; Quintero). -Karr DeLong va boshqalar, 2021). Leaf CK yoki BR stress ostida g'ni kuchaytiradi, chunki bu o'simlik gormonlari ABA (abiotik stress ostida stomatal yopilish rag'batlantiruvchisi) kabi boshqa signalizatsiya molekulalari bilan sintetik o'zaro ta'sir qilish orqali stomatal ochilishni rag'batlantirishi mumkin (Macková va boshq., 2013; Zhou va boshq., 2013). 2013). ). , 2014). Stomatal ochilish barglarning sovishini ta'minlaydi va soyabon haroratini pasaytirishga yordam beradi (Sonjaroon va boshq., 2018; Quintero-Calderon va boshq., 2021). Shu sabablarga ko'ra, CK yoki BR bilan püskürtülmüş guruch o'simliklarining soyabon harorati kombinatsiyalangan issiqlik stressi ostida past bo'lishi mumkin.
Yuqori haroratli stress barglarning fotosintetik pigment tarkibini kamaytirishi mumkin (Chen va boshq., 2017; Ahammed va boshq., 2018). Ushbu tadqiqotda, guruch o'simliklari issiqlik stressi ostida bo'lgan va hech qanday o'simlik o'sishi regulyatorlari bilan püskürtülmemiş bo'lsa, fotosintetik pigmentlar ikkala genotipda ham pasayish tendentsiyasiga ega (2-jadval). Feng va boshqalar. (2013) shuningdek, issiqlik stressiga duchor bo'lgan ikkita bug'doy genotipining barglarida xlorofill miqdori sezilarli darajada kamayganligi haqida xabar berdi. Yuqori haroratga ta'sir qilish ko'pincha xlorofill tarkibining pasayishiga olib keladi, bu xlorofill biosintezining kamayishi, pigmentlarning parchalanishi yoki issiqlik stressi ostida ularning birgalikdagi ta'siri bilan bog'liq bo'lishi mumkin (Fahad va boshq., 2017). Biroq, asosan CK va BA bilan ishlov berilgan guruch o'simliklari issiqlik stressi ostida barglar fotosintetik pigmentlarining kontsentratsiyasini oshirdi. Shunga o'xshash natijalar Jespersen and Huang (2015) va Suchsagunpanit va boshqalar tomonidan ham xabar qilingan. (2015), ular zeatin va epibrassinosteroid gormonlarini qo'llashdan keyin barglardagi xlorofil tarkibining ko'payishini kuzatdilar, ular mos ravishda issiqlik ta'siriga uchragan o'tlar va guruchlarda. Nima uchun CK va BR kombinatsiyalangan issiqlik stressi ostida barglardagi xlorofill tarkibini ko'payishiga sabab bo'lishining oqilona tushuntirishi shundaki, CK ekspressiv promotorlarning (masalan, qarishni faollashtiruvchi promotor (SAG12) yoki HSP18 promouteri) barqaror induktsiyasini kuchaytirishi va barglardagi xlorofill yo'qolishini kamaytirishi mumkin. , barglarning qarishini kechiktirish va o'simliklarning issiqlikka chidamliligini oshirish (Liu va boshq., 2020). BR stress sharoitida xlorofill biosintezida ishtirok etadigan fermentlarning sintezini faollashtirish yoki induktsiya qilish orqali barg xlorofillini himoya qilishi va barg xlorofill tarkibini oshirishi mumkin (Sharma va boshq., 2017; Siddiqui va boshq., 2018). Nihoyat, ikkita fitohormon (CK va BR) issiqlik zarbasi oqsillarining ifodalanishini rag'batlantiradi va xlorofill biosintezining kuchayishi kabi turli xil metabolik moslashish jarayonlarini yaxshilaydi (Sharma va boshq., 2017; Liu va boshq., 2020).
Xlorofil a floresans parametrlari o'simliklarning bardoshliligini yoki abiotik stress sharoitlariga moslashishini baholashi mumkin bo'lgan tez va buzilmaydigan usulni ta'minlaydi (Chaerle va boshq. 2007; Kalaji va boshq. 2017). Fv/Fm nisbati kabi parametrlar o'simliklarning stress sharoitlariga moslashuvi ko'rsatkichlari sifatida ishlatilgan (Alvarado-Sanabria va boshq. 2017; Chavez-Arias va boshq. 2020). Ushbu tadqiqotda SC o'simliklari ushbu o'zgaruvchining eng past qiymatlarini ko'rsatdi, asosan "F2000" guruch o'simliklari. Yin va boshqalar. (2010) shuningdek, 35 ° C dan yuqori haroratlarda eng yuqori ishlov beradigan guruch barglarining Fv / Fm nisbati sezilarli darajada pasayganligini aniqladi. Feng va boshqalarga ko'ra. (2013), issiqlik stressi ostida past Fv / Fm nisbati qo'zg'alish energiyasini ushlash va PSII reaktsiya markazi tomonidan konvertatsiya qilish tezligi kamayganligini ko'rsatadi, bu PSII reaktsiya markazining issiqlik stressi ostida parchalanishini ko'rsatadi. Bu kuzatish bizga fotosintetik apparatdagi buzilishlar chidamli navlarga (Fedearroz 67) qaraganda sezgir navlarda (Fedearroz 2000) ko'proq aniqlanadi degan xulosaga kelish imkonini beradi.
CK yoki BR dan foydalanish, odatda, murakkab issiqlik stressi sharoitida PSII ning ish faoliyatini kuchaytirdi. Shu kabi natijalar Suchsagunpanit va boshqalar tomonidan olingan. (2015), ular BR qo'llanilishi guruchdagi issiqlik stressi ostida PSII samaradorligini oshirganligini kuzatdilar. Kumar va boshqalar. (2020) shuningdek, CK (6-benziladenin) bilan ishlov berilgan va issiqlik stressiga duchor bo'lgan no'xat o'simliklari Fv / Fm nisbatini oshirganligini aniqladi va zeaksantin pigment tsiklini faollashtirish orqali CK ning barglarga qo'llanilishi PSII faolligini oshirdi degan xulosaga keldi. Bundan tashqari, BR barglari spreyi kombinatsiyalangan stress sharoitida PSII fotosintezini qo'llab-quvvatladi, bu esa ushbu fitohormonni qo'llash PSII antennalarining qo'zg'alish energiyasining tarqalishini kamaytirishga olib keldi va xloroplastlarda kichik issiqlik zarbasi oqsillarining to'planishiga yordam berdi (Ogweno va boshq. 2008; Lachowi va Kothariz). , 2021).
MDA va prolin tarkibi optimal sharoitlarda o'stirilgan o'simliklar bilan solishtirganda o'simliklar abiotik stress ostida bo'lganda tez-tez ortadi (Alvarado-Sanabria va boshq. 2017). Oldingi tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, MDA va prolin darajalari kunduzgi yoki tungi yuqori haroratlarda guruchda moslashish jarayoni yoki agrotexnika usullarining ta'sirini tushunish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan biokimyoviy ko'rsatkichlardir (Alvarado-Sanabria va boshq., 2017; Quintero-Calderon va boshqalar. ., 2021). Ushbu tadqiqotlar, shuningdek, MDA va prolin tarkibi mos ravishda kechasi yoki kunduzi yuqori haroratga duchor bo'lgan guruch o'simliklarida yuqoriroq bo'lishini ko'rsatdi. Biroq, CK va BR ning barglardan püskürtülmesi MDA ning pasayishiga va prolin darajasining oshishiga yordam berdi, asosan tolerant genotipda (Federroz 67). CK spreyi sitokinin oksidaza/dehidrogenazning haddan tashqari ko'payishiga yordam beradi va shu bilan betain va prolin kabi himoya birikmalarining tarkibini oshiradi (Liu va boshq., 2020). BR betain, shakar va aminokislotalar (shu jumladan erkin prolin) kabi osmoprotektorlarning induktsiyasini rag'batlantiradi, ko'plab noqulay ekologik sharoitlarda hujayra osmotik muvozanatini saqlaydi (Kothari va Lachowiec, 2021).
Ekin stress indeksi (CSI) va nisbiy bardoshlik indeksi (RTI) baholanayotgan muolajalar turli stresslarni (abiotik va biotik) yumshatishga yordam beradimi yoki o'simlik fiziologiyasiga ijobiy ta'sir qiladimi yoki yo'qligini aniqlash uchun ishlatiladi (Castro-Duque va boshq., 2020; Chavez-Arias va boshq., 2020). CSI qiymatlari mos ravishda stresssiz va stressli sharoitlarni ifodalovchi 0 dan 1 gacha bo'lishi mumkin (Li va boshq., 2010). Issiqlik ta'siriga uchragan (SC) o'simliklarning CSI qiymatlari 0,8 dan 0,9 gacha bo'lgan (2B-rasm), bu guruch o'simliklari kombinatsiyalangan stressdan salbiy ta'sirlanganligini ko'rsatadi. Biroq, BC (0,6) yoki CK (0,6) ning bargidan püskürtülmesi, asosan, SC sholi o'simliklariga nisbatan abiotik stress sharoitida bu ko'rsatkichning pasayishiga olib keldi. F2000 o'simliklarida RTI SA (33,52%) bilan solishtirganda CA (97,69%) va BC (60,73%) ishlatilganda yuqori o'sishni ko'rsatdi, bu o'simlik o'sishi regulyatorlari guruchning kompozitsiyaning bardoshliligiga javobini yaxshilashga ham hissa qo'shishini ko'rsatadi. Haddan tashqari qizib ketish. Ushbu indekslar turli turlardagi stress sharoitlarini boshqarish uchun taklif qilingan. Li va boshqalar tomonidan o'tkazilgan tadqiqot. (2010) shuni ko'rsatdiki, o'rtacha suv ta'sirida ikkita g'o'za navining CSI taxminan 0,85 ni tashkil qiladi, yaxshi sug'oriladigan navlarning CSI qiymatlari esa 0,4 dan 0,6 gacha bo'lib, bu ko'rsatkich navlarning suvga moslashuvining ko'rsatkichidir degan xulosaga keldi. stressli sharoitlar. Bundan tashqari, Chavez-Arias va boshqalar. (2020) C. elegans o'simliklarida stressni boshqarishning keng qamrovli strategiyasi sifatida sintetik elimitatorlarning samaradorligini baholadi va bu birikmalar bilan püskürtülmüş o'simliklar yuqori RTI (65%) ko'rsatishini aniqladi. Yuqoridagilardan kelib chiqqan holda, CK va BR guruchning murakkab issiqlik stressiga chidamliligini oshirishga qaratilgan agrotexnik strategiyalar sifatida ko'rib chiqilishi mumkin, chunki bu o'simliklarning o'sish regulyatorlari ijobiy biokimyoviy va fiziologik reaktsiyalarni keltirib chiqaradi.
So'nggi bir necha yil ichida Kolumbiyadagi guruch tadqiqotlari fiziologik yoki biokimyoviy xususiyatlardan foydalangan holda kunduzi yoki tungi haroratga chidamli genotiplarni baholashga qaratilgan (Sánchez-Reinoso va boshq., 2014; Alvarado-Sanabria va boshq., 2021). Biroq, so'nggi bir necha yil ichida amaliy, iqtisodiy va foydali texnologiyalarni tahlil qilish mamlakatdagi issiqlik stressining murakkab davrlarining ta'sirini yaxshilash uchun ekinlarni kompleks boshqarishni taklif qilish uchun tobora muhim ahamiyat kasb etmoqda (Calderon-Páez va boshq., 2021; Quintero-Calderon va boshq., 2021). Shunday qilib, ushbu tadqiqotda kuzatilgan guruch o'simliklarining murakkab issiqlik stressiga (kunduzi 40 ° C / 30 ° C kechasi) fiziologik va biokimyoviy javoblari, CK yoki BR bilan barglarga purkash salbiy ta'sirlarni yumshatish uchun tegishli ekinlarni boshqarish usuli bo'lishi mumkinligini ko'rsatadi. O'rtacha issiqlik stressi davrlarining ta'siri. Ushbu muolajalar ikkala guruch genotipining (past CSI va yuqori RTI) bardoshliligini yaxshiladi, bu kombinatsiyalangan issiqlik stressi ostida o'simliklarning fiziologik va biokimyoviy javoblarining umumiy tendentsiyasini ko'rsatdi. Guruch o'simliklarining asosiy javobi GC, umumiy xlorofill, xlorofill a va b va karotinoidlar miqdorining pasayishi edi. Bundan tashqari, o'simliklar PSII zarariga (Fv / Fm nisbati kabi xlorofill floresan parametrlarining pasayishi) va lipid peroksidatsiyasining kuchayishidan aziyat chekmoqda. Boshqa tomondan, guruch CK va BR bilan ishlov berilganda, bu salbiy ta'sirlar yumshatilgan va prolin miqdori ortgan (4-rasm).
Shakl 4. Birlashtirilgan issiqlik stressi va bargli o'simliklar o'sishi regulyatori spreyi sholi o'simliklariga ta'sirining kontseptual modeli. Qizil va ko'k o'qlar issiqlik stressi va BR (brassinosteroid) va CK (sitokinin) ning barglardan qo'llanilishi o'rtasidagi o'zaro ta'sirning mos ravishda fiziologik va biokimyoviy javoblarga salbiy yoki ijobiy ta'sirini ko'rsatadi. gs: stomatologik o'tkazuvchanlik; Jami Chl: umumiy xlorofill tarkibi; Chl a: xlorofill b tarkibi; Cx+c: karotenoid tarkibi;
Xulosa qilib aytganda, ushbu tadqiqotdagi fiziologik va biokimyoviy javoblar Fedearroz 2000 guruch o'simliklari Fedearroz 67 guruch o'simliklariga qaraganda murakkab issiqlik stressi davriga ko'proq moyil ekanligini ko'rsatadi. Ushbu tadqiqotda baholangan barcha o'sish regulyatorlari (auksinlar, gibberellinlar, sitokininlar yoki brassinosteroidlar) ma'lum darajada kombinatsiyalangan issiqlik stressini kamaytirishni ko'rsatdi. Biroq, sitokinin va brassinosteroidlar o'simliklarning yaxshi moslashishiga olib keldi, chunki har ikkala o'simlik o'sish regulyatorlari xlorofill tarkibini, alfa-xlorofil floresans parametrlarini, gs va RWCni guruch o'simliklariga nisbatan hech qanday qo'llamasdan oshirdi, shuningdek, MDA tarkibini va soyabon haroratini pasaytirdi. Xulosa qilib aytganda, biz o'simliklarning o'sishi regulyatorlaridan (sitokininlar va brassinosteroidlar) foydalanish yuqori harorat davrida kuchli issiqlik stressidan kelib chiqqan sholi ekinlarida stressli vaziyatlarni boshqarishda foydali vositadir, degan xulosaga keldik.
Tadqiqotda taqdim etilgan asl materiallar maqolaga kiritilgan va qo'shimcha so'rovlar tegishli muallifga yo'naltirilishi mumkin.