O'simliklarning o'sish regulyatorlari turli ekinlarda issiqlik stressini kamaytirish strategiyasi sifatida ishlatilgan

Kolumbiyada iqlim o'zgarishi va o'zgaruvchanlik tufayli guruch ishlab chiqarish kamayib bormoqda.O'simliklar o'sishi regulyatorlariturli ekinlarda issiqlik stressini kamaytirish strategiyasi sifatida ishlatilgan. Shuning uchun, ushbu tadqiqotning maqsadi fiziologik ta'sirlarni (stomatal o'tkazuvchanlik, stomatal o'tkazuvchanlik, umumiy xlorofil miqdori, kombinatsiyalangan issiqlik stressiga (yuqori kunduzgi va tungi harorat) duchor bo'lgan ikkita tijorat guruch genotipining Fv/Fm nisbati) va biokimyoviy o'zgaruvchilarni (malondialdegid (MDA) va prolin kislotasi miqdori) baholash edi. Birinchi va ikkinchi tajribalar mos ravishda ikkita guruch genotipiga ega o'simliklar - Federrose 67 ("F67") va Federrose 2000 ("F2000") yordamida o'tkazildi. Ikkala tajriba ham bir qator tajribalar sifatida birgalikda tahlil qilindi. O'rnatilgan davolash usullari quyidagicha edi: mutlaq nazorat (AC) (optimal haroratlarda o'stirilgan guruch o'simliklari (kunduzgi/tungi harorat 30/25°C)), issiqlik stressini nazorat qilish (SC) [faqat kombinatsiyalangan issiqlik stressiga (40/25°C) duchor bo'lgan guruch o'simliklari). 30°C)], va guruch o'simliklari stressga uchradi va ikki marta (issiqlik stressidan 5 kun oldin va 5 kun keyin) o'simliklarning o'sishini tartibga soluvchi vositalar (stress+AUX, stress+BR, stress+CK yoki stress+GA) bilan purkaldi. SA bilan purkash SC o'simliklariga ("F67" o'simliklarining yangi og'irligi 2,36 va 2,56 mg) nisbatan ikkala navning umumiy xlorofill miqdorini oshirdi ("F67" va "F2000" guruch o'simliklarining yangi og'irligi mos ravishda 3,25 va 3,65 mg/g ni tashkil etdi). g-1)" va "F2000" guruchiga nisbatan, CK ni bargga surtish ham issiqlik stressini nazorat qilish bilan solishtirganda "F2000" guruch o'simliklarining stomatal o'tkazuvchanligini umuman yaxshiladi (499,25 va 150,60 mmol m-2 s). Issiqlik stressi ta'sirida o'simlik tojining harorati 2-3 °C ga pasayadi va o'simliklardagi MDA miqdori kamayadi. Nisbiy bardoshlik indeksi shuni ko'rsatadiki, CK (97,69%) va BR (60,73%) ni bargga surtish, asosan F2000 guruch o'simliklarida issiqlik stressi muammosini yengillashtirishga yordam beradi. Xulosa qilib aytganda, BR yoki CK ni bargga purkash, guruch o'simliklarining fiziologik xatti-harakatlariga issiqlik stressi sharoitlarining salbiy ta'sirini kamaytirishga yordam beradigan agronomik strategiya sifatida ko'rib chiqilishi mumkin.
Guruch (Oryza sativa) Poaceae oilasiga mansub bo'lib, makkajo'xori va bug'doy bilan birga dunyoda eng ko'p yetishtiriladigan donli ekinlardan biridir (Bajaj va Mohanty, 2005). Guruch yetishtiriladigan maydon 617 934 gektarni tashkil etadi va 2020-yilda milliy ishlab chiqarish 2 937 840 tonnani tashkil etdi, o'rtacha hosildorlik gektariga 5,02 tonnani tashkil etdi (Federarroz (Federación Nacional de Arroceros), 2021).
Global isish guruch ekinlariga ta'sir qilmoqda, bu esa yuqori harorat va qurg'oqchilik davrlari kabi turli xil abiotik stresslarga olib keladi. Iqlim o'zgarishi global haroratning ko'tarilishiga olib kelmoqda; 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 oshishi guruchga ta'sir ko'rsatdi va hosildorlikning 6–7% ga pasayishiga olib keldi. Boshqa tomondan, iqlim o'zgarishi ekinlar uchun noqulay ekologik sharoitlarga, masalan, tropik va subtropik mintaqalarda kuchli qurg'oqchilik davrlariga yoki yuqori haroratlarga olib keladi. Bundan tashqari, El-Ninyo kabi o'zgaruvchan hodisalar ba'zi tropik mintaqalarda issiqlik stressiga olib kelishi va ekinlarga yetkazilgan zararni kuchaytirishi mumkin. Kolumbiyada guruch yetishtiriladigan hududlarda harorat 2050-yilga kelib 2–2,5°C ga ko'tarilishi prognoz qilinmoqda, bu guruch ishlab chiqarishni kamaytiradi va mahsulot bozorlar va ta'minot zanjirlariga oqishiga ta'sir qiladi.
Ko'pgina guruch ekinlari harorat ekinlar o'sishi uchun optimal diapazonga yaqin bo'lgan hududlarda yetishtiriladi (Shah va boshqalar, 2011). Kunduzgi va tungi haroratlarning optimal ekanligi haqida xabar berilgan.guruch o'sishi va rivojlanishiodatda mos ravishda 28°C va 22°C ni tashkil qiladi (Kilasi va boshqalar, 2018; Calderón-Páez va boshqalar, 2021). Ushbu chegaralardan yuqori haroratlar guruch rivojlanishining sezgir bosqichlarida (shudgorlash, novdalarni ekish, gullash va donlarni to'ldirish) o'rtacha va og'ir issiqlik stressini keltirib chiqarishi va shu bilan don hosildorligiga salbiy ta'sir ko'rsatishi mumkin. Hosildorlikning bu pasayishi asosan o'simlik fiziologiyasiga ta'sir qiluvchi uzoq muddatli issiqlik stressi bilan 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 qaytarib bo'lmaydigan zarar etkazishi mumkin.
Issiqlik stressi o'simliklardagi turli fiziologik va biokimyoviy jarayonlarga ta'sir qiladi. Barg fotosintezi guruch o'simliklarida issiqlik stressiga eng moyil bo'lgan jarayonlardan biridir, chunki kunlik harorat 35°C dan oshganda fotosintez tezligi 50% ga kamayadi. Guruch o'simliklarining fiziologik reaksiyalari issiqlik stressi turiga qarab o'zgaradi. Masalan, o'simliklar yuqori kunduzgi haroratga (33–40°C) yoki yuqori kunduzgi va tungi haroratga (kunduzi 35–40°C, 28–30°C) duchor bo'lganda fotosintez tezligi va stomatal o'tkazuvchanlik inhibe qilinadi (C tun degan ma'noni anglatadi) (Lü va boshqalar, 2013; Fahad va boshqalar, 2016; Chaturvedi va boshqalar, 2017). Yuqori tungi haroratlar (30°C) fotosintezning o'rtacha darajada inhibisyoniga olib keladi, ammo tungi nafas olishni kuchaytiradi (Fahad va boshqalar, 2016; Alvarado-Sanabria va boshqalar, 2017). Stress davridan qat'i nazar, issiqlik stressi barg xlorofill miqdoriga, xlorofill o'zgaruvchan lyuminestsensiyasining maksimal xlorofill lyuminestsensiyasiga nisbatiga (Fv/Fm) va guruch o'simliklarida Rubisco faollashuviga ham ta'sir qiladi (Cao va boshqalar, 2009; Yin va boshqalar, 2010). ) Sanchez Reynoso va boshqalar, 2014).
Biokimyoviy o'zgarishlar o'simliklarning issiqlik stressiga moslashuvining yana bir jihati hisoblanadi (Wahid va boshqalar, 2007). Prolin miqdori 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 membrana stabilizatori sifatida ishlaydi (Sánchez-Reinoso va boshqalar, 2014). Yuqori haroratlar lipid peroksidlanishi orqali membrana barqarorligiga ham ta'sir qiladi, bu esa malondialdegid (MDA) hosil bo'lishiga olib keladi (Wahid va boshqalar, 2007). Shuning uchun, MDA miqdori issiqlik stressi ostida hujayra membranalarining strukturaviy yaxlitligini tushunish uchun ham ishlatilgan (Cao va boshqalar, 2009; Chavez-Arias va boshqalar, 2018). Nihoyat, kombinatsiyalangan issiqlik stressi [37/30°C (kunduz/tun)] guruchda elektrolitlar oqishi foizini va malondialdegid miqdorini oshirdi (Liu va boshqalar, 2013).
Issiqlik stressining salbiy ta'sirini yumshatish uchun o'simliklarning o'sish regulyatorlaridan (GR) foydalanish baholandi, chunki bu moddalar o'simliklarning bunday stressga qarshi reaksiyalarida yoki fiziologik himoya mexanizmlarida faol ishtirok etadi (Peleg va Blumwald, 2011; Yin va boshqalar, 2011; Ahmed va boshqalar, 2015). Genetik resurslarning ekzogen qo'llanilishi turli ekinlarda 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; Mitler va boshqalar, 2012; Zhou va boshqalar, 2014). Kolumbiyada genetik resurslarning ekzogen qo'llanilishi va uning guruch ekinlariga ta'siri to'liq tushunilmagan va o'rganilmagan. Biroq, avvalgi tadqiqot shuni ko'rsatdiki, BR ni barg orqali purkash guruch ko'chatlari barglarining gaz almashinuvi xususiyatlarini, xlorofil yoki prolin miqdorini yaxshilash orqali guruchga chidamlilikni oshirishi mumkin (Quintero-Calderón va boshqalar, 2021).
Sitokininlar o'simliklarning abiotik stresslarga, jumladan, issiqlik stressiga javobini vositachilik qiladi (Ha va boshqalar, 2012). Bundan tashqari, CK ning ekzogen qo'llanilishi issiqlik shikastlanishini kamaytirishi mumkinligi haqida xabar berilgan. Masalan, zeatinning ekzogen qo'llanilishi issiqlik stressi paytida sudraluvchi bent o'tlarida (Agrotis estolonifera) fotosintez tezligini, xlorofill a va b miqdorini va elektron transport samaradorligini oshirdi (Xu va Huang, 2009; Jespersen va Huang, 2015). Zeatinning ekzogen qo'llanilishi antioksidant faollikni yaxshilashi, turli oqsillarning sintezini kuchaytirishi, o'simlik to'qimalarida reaktiv kislorod turlarining (ROS) shikastlanishini va malondialdegid (MDA) ishlab chiqarishni kamaytirishi mumkin (Chernyadyev, 2009; Yang va boshqalar, 2009). , 2016; Kumar va boshqalar, 2020).
Gibberellik kislotadan foydalanish issiqlik stressiga ijobiy ta'sir ko'rsatdi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, GA biosintezi turli metabolik yo'llarni vositachilik qiladi va yuqori harorat sharoitida bardoshlilikni oshiradi (Alonso-Ramirez va boshqalar, 2009; Khan va boshqalar, 2020). Abdel-Nabi va boshqalar (2020) ekzogen GA (25 yoki 50 mg*L) ni barglarga purkash nazorat o'simliklariga nisbatan issiqlik stressiga uchragan apelsin o'simliklarida fotosintez tezligini va antioksidant faollikni oshirishi mumkinligini aniqladilar. Shuningdek, HA ni ekzogen qo'llash issiqlik stressi ostida xurmo (Phoenix dactylifera) da nisbiy namlik miqdorini, xlorofill va karotinoid miqdorini oshirishi va lipid peroksidlanishini kamaytirishi kuzatildi (Khan va boshqalar, 2020). Auksin shuningdek, yuqori harorat sharoitlariga moslashuvchan o'sish reaksiyalarini tartibga solishda muhim rol o'ynaydi (Sun va boshqalar, 2012; Wang va boshqalar, 2016). Ushbu o'sish regulyatori abiotik stress ostida prolin sintezi yoki parchalanishi kabi turli jarayonlarda biokimyoviy marker vazifasini bajaradi (Ali va boshqalar, 2007). Bundan tashqari, AUX antioksidant faollikni ham oshiradi, bu esa lipid peroksidlanishining pasayishi tufayli o'simliklarda MDA ning pasayishiga olib keladi (Bielach va boshqalar, 2017). Sergeev va boshqalar (2018) no'xat o'simliklarida (Pisum sativum) issiqlik stressi ostida prolin - dimetilaminoetoksikarbonilmetil)naftilxlorometil efiri (TA-14) miqdori oshishini kuzatdilar. Xuddi shu tajribada ular AUX bilan ishlov berilmagan o'simliklarga nisbatan ishlov berilgan o'simliklarda MDA ning pastroq darajasini ham kuzatdilar.
Brassinosteroidlar issiqlik stressining ta'sirini yumshatish uchun ishlatiladigan yana bir o'sish regulyatorlari sinfidir. Ogweno va boshqalar (2008) ekzogen BR purkagichi 8 kun davomida issiqlik stressi ostida pomidor (Solanum lycopersicum) o'simliklarining sof fotosintez tezligini, stomatal o'tkazuvchanligini va Rubisco karboksillanishning maksimal tezligini oshirganligini xabar qilishdi. Epibrassinosteroidlarni bargga purkash issiqlik stressi ostida bodring (Cucumis sativus) o'simliklarining sof fotosintez tezligini oshirishi mumkin (Yu va boshqalar, 2004). Bundan tashqari, BR ning ekzogen qo'llanilishi xlorofilning parchalanishini kechiktiradi va issiqlik stressi ostida o'simliklarda suvdan foydalanish samaradorligini va PSII fotokimyosining maksimal kvant hosildorligini oshiradi (Holá va boshqalar, 2010; Toussagunpanit va boshqalar, 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 (barg harorati, stomatal o'tkazuvchanlik, xlorofil lyuminestsentsiya parametrlari, xlorofil va nisbiy suv miqdori, malondialdegid va prolin sintezi) foydalanish guruch o'simliklarini mahalliy va xalqaro miqyosda issiqlik stressi ostida skrining qilish uchun ishonchli vositadir (Sánchez -Reynoso va boshqalar, 2014; Alvarado-Sanabria va boshqalar, 2017; Biroq, mahalliy darajada guruchda bargli fitohormonal purkagichlardan foydalanish bo'yicha tadqiqotlar kam uchraydi. Shuning uchun, o'simliklarning o'sish regulyatorlarini qo'llashning fiziologik va biokimyoviy reaksiyalarini o'rganish buning uchun amaliy agronomik strategiyalarni taklif qilish uchun katta ahamiyatga ega. guruchda murakkab issiqlik stressi davrining salbiy ta'sirini bartaraf etish. Shuning uchun, ushbu tadqiqotning maqsadi to'rtta o'simlik o'sish regulyatorining (AUX, CK, GA va BR) bargli qo'llanilishining fiziologik (stomatal o'tkazuvchanlik, xlorofil lyuminestsentsiya parametrlari va nisbiy suv miqdori) va biokimyoviy ta'sirini baholash edi. (Fotosintetik pigmentlar, malondialdegid va prolin miqdori) Ikkita o'zgaruvchida kombinatsiyalangan issiqlik stressiga (yuqori kunduzgi/tungi harorat) duchor bo'lgan tijorat guruch genotiplari.
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 rivojlangan, oq barg virusiga chidamlilikni ko'rsatuvchi genotip) genotiplari ishlatilgan. urug'lar. va ikkinchi tajribada mos ravishda. Ikkala genotip ham kolumbiyalik fermerlar tomonidan keng yetishtiriladi. Urug'lar 2% organik moddalarga ega qumli tuproqli 10 litrli patnislarga (uzunligi 39,6 sm, kengligi 28,8 sm, balandligi 16,8 sm) ekilgan. Har bir patnisga beshta oldindan unib chiqqan urug' ekilgan. Paletlar Kolumbiya Milliy Universitetining Qishloq xo'jaligi fanlari fakulteti issiqxonasiga, Bogota kampusiga (43°50′56″ N, 74°04′051″ W), dengiz sathidan (asl) 2556 m balandlikda joylashtirildi. m.) va 2019-yil oktyabrdan dekabrgacha o'tkazildi. Bitta tajriba (Federroz 67) va ikkinchi tajriba (Federroz 2000) 2020-yilning shu mavsumida.
Har bir ekish mavsumida issiqxonadagi atrof-muhit sharoitlari quyidagicha: kunduzgi va tungi harorat 30/25°C, nisbiy namlik 60~80%, tabiiy fotoperiod 12 soat (fotosintetik faol nurlanish 1500 µmol (fotonlar) m-2 s-). Peshinda 1 ta). O'simliklar urug' paydo bo'lganidan 20 kun o'tgach (DAE) har bir element tarkibiga qarab o'g'itlangan, Sánchez-Reinoso va boshqalarning (2019) ma'lumotlariga ko'ra: har bir o'simlik uchun 670 mg azot, har bir o'simlik uchun 110 mg fosfor, har bir o'simlik uchun 350 mg kaliy, har bir o'simlik uchun 68 mg kaltsiy, har bir o'simlik uchun 20 mg magniy, har bir o'simlik uchun 20 mg oltingugurt, har bir o'simlik uchun 17 mg kremniy. O'simliklar har bir o'simlik uchun 10 mg bor, har bir o'simlik uchun 17 mg mis va har bir o'simlik uchun 44 mg ruxni o'z ichiga oladi. Guruch o'simliklari bu davrda V5 fenologik bosqichga yetganda har bir tajribada 47 DAE gacha saqlangan. Avvalgi tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, bu fenologik bosqich guruchda issiqlik stressini o'rganish uchun mos vaqt (Sánchez-Reinoso va boshqalar, 2014; Alvarado-Sanabria va boshqalar, 2017).
Har bir tajribada barg o'sishi regulyatorining ikkita alohida qo'llanilishi amalga oshirildi. O'simliklarni atrof-muhit stressiga tayyorlash uchun issiqlik stressi bilan ishlov berishdan 5 kun oldin (42 DAE) barg o'simligiga qarshi fitohormon purkagichlarining birinchi to'plami qo'llanildi. Keyin o'simliklar stress sharoitlariga duchor bo'lganidan 5 kun o'tgach (52 DAE) ikkinchi barg o'simligiga qarshi purkagich berildi. To'rtta fitohormon ishlatilgan va ushbu tadqiqotda purkalgan har bir faol moddaning xususiyatlari 1-qo'shimcha jadvalda keltirilgan. Foydalanilgan barg o'sishi regulyatorlarining konsentratsiyalari quyidagicha edi: (i) 5 × 10−5 M konsentratsiyada auksin (1-naftilatsirka kislotasi: NAA) (ii) 5 × 10–5 M gibberellin (gibberellin kislotasi: NAA); GA3); (iii) Sitokinin (trans-zeatin) 1 × 10-5 M (iv) Brassinosteroidlar [Spirostan-6-on, 3,5-dihidroksi-, (3b,5a,25R)] 5 × 10-5; M. Bu konsentratsiyalar ijobiy reaksiyalarni keltirib chiqarishi va o'simliklarning issiqlik stressiga chidamliligini oshirishi sababli tanlangan (Zahir va boshqalar, 2001; Wen va boshqalar, 2010; El-Bassiony va boshqalar, 2012; Salehifar va boshqalar, 2017). O'simliklarni o'sish regulyatori purkagichlarisiz guruch o'simliklari faqat distillangan suv bilan ishlov berildi. Barcha guruch o'simliklari qo'l purkagichi bilan purkaldi. Barglarning yuqori va pastki yuzalarini namlash uchun o'simlikka 20 ml H2O surting. Barcha barg purkagichlarida qishloq xo'jaligi yordamchi moddasi (Agrotin, Bayer CropScience, Kolumbiya) 0,1% (v/v) da ishlatilgan. Idish va purkagich orasidagi masofa 30 sm.
Har bir tajribada birinchi barg purkashdan 5 kun o'tgach (47 DAE) issiqlik stressi bilan ishlov berish amalga oshirildi. Guruch o'simliklari issiqlik stressini o'rnatish yoki bir xil atrof-muhit sharoitlarini saqlab qolish uchun (47 DAE) issiqxonadan 294 L o'sish kamerasiga (MLR-351H, Sanyo, IL, AQSh) o'tkazildi. Birgalikda issiqlik stressi bilan ishlov berish kamerani quyidagi kunduzgi/tungi haroratga o'rnatish orqali amalga oshirildi: kunduzgi yuqori harorat [5 soat davomida 40°C (11:00 dan 16:00 gacha)] va tungi davr [5 soat davomida 30°C]. Ketma-ket 8 kun (19:00 dan 24:00 gacha). Stress harorati va ta'sir qilish vaqti avvalgi tadqiqotlar asosida tanlangan (Sánchez-Reynoso va boshqalar, 2014; Alvarado-Sanabría va boshqalar, 2017). Boshqa tomondan, o'sish kamerasiga ko'chirilgan o'simliklar guruhi ketma-ket 8 kun davomida issiqxonada bir xil haroratda (kunduzi 30°C / kechasi 25°C) saqlandi.
Tajriba oxirida quyidagi davolash guruhlari olindi: (i) o'sish harorati holati + distillangan suv qo'llanilishi [Mutlaq nazorat (AC)], (ii) issiqlik stress holati + distillangan suv qo'llanilishi [Issiqlik stressini nazorat qilish (SC)], (iii) sharoitlar issiqlik stress holati + auksin qo'llanilishi (AUX), (iv) issiqlik stress holati + gibberellin qo'llanilishi (GA), (v) issiqlik stress holati + sitokinin qo'llanilishi (CK) va (vi) issiqlik stress holati + brassinosteroid (BR). Ushbu davolash guruhlari ikkita genotip (F67 va F2000) uchun ishlatilgan. Barcha davolash usullari har biri bitta o'simlikdan iborat bo'lgan beshta takrorlash 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, namunaviy kameraning teshigi 6,35 mm bo'lgan ko'chma porozometr (SC-1, METER Group Inc., AQSh) yordamida o'lchandi. O'lchovlar stomametr zondini o'simlikning asosiy novdasi to'liq ochilgan yetuk bargga ulash orqali amalga oshiriladi. Har bir ishlov berish uchun har bir o'simlikning uchta bargida soat 11:00 dan 16:00 gacha gs ko'rsatkichlari olindi va o'rtacha qiymat olindi.
RWC Ghoulam va boshqalar (2002) tomonidan tasvirlangan usulga muvofiq aniqlandi. g ni aniqlash uchun ishlatilgan to'liq kengaytirilgan varaq RWC ni o'lchash uchun ham ishlatilgan. Yangi vazn (FW) yig'im-terimdan so'ng darhol raqamli tarozi yordamida aniqlandi. Keyin barglar suv bilan to'ldirilgan plastik idishga joylashtirildi va xona haroratida (22°C) 48 soat davomida qorong'i joyda qoldirildi. Keyin raqamli tarozida torting va kengaytirilgan vaznni (TW) yozib oling. Shishgan barglar 75°C da 48 soat davomida pechda quritildi va ularning quruq vazni (DW) qayd etildi.
Nisbiy xlorofil miqdori xlorofil o'lchagich (atLeafmeter, FT Green LLC, AQSh) yordamida aniqlandi va atLeaf birliklarida ifodalandi (Dey va boshqalar, 2016). PSII maksimal kvant samaradorligi ko'rsatkichlari (Fv/Fm nisbati) uzluksiz qo'zg'alish xlorofil fluorimetri (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'ilashgandan so'ng, asosiy (F0) va maksimal lyuminestsentsiya (Fm) o'lchandi. Ushbu ma'lumotlardan o'zgaruvchan lyuminestsentsiya (Fv = Fm – F0), o'zgaruvchan lyuminestsentsiyaning maksimal lyuminestsentsiyaga nisbati (Fv/Fm), PSII fotokimyosining maksimal kvant rentabelligi (Fv/F0) va Fm/F0 nisbati hisoblab chiqildi (Baker, 2008; Lee va boshqalar, 2017). Nisbiy xlorofil va xlorofil lyuminestsentsiya ko'rsatkichlari gs o'lchovlari uchun ishlatiladigan bir xil barglarda olindi.
Taxminan 800 mg bargning yangi og'irligi biokimyoviy o'zgaruvchilar sifatida to'plandi. Keyin barg namunalari suyuq azotda gomogenlashtirildi va keyingi tahlil uchun saqlandi. To'qima xlorofill a, b va karotenoid miqdorini baholash uchun ishlatiladigan spektrometrik usul Wellburn (1994) tomonidan tasvirlangan usul va tenglamalarga asoslangan. Barg to'qimasi namunalari (30 mg) 3 ml 80% asetonda to'plandi va gomogenlashtirildi. Keyin namunalar zarrachalarni olib tashlash uchun 10 daqiqa davomida 5000 rpm tezlikda santrifuga qilindi (420101 model, Becton Dickinson Primary Care Diagnostics, AQSh). Supernatant 80% aseton qo'shib, 6 ml yakuniy hajmgacha suyultirildi (Sims and Gamon, 2002). Xlorofill miqdori 663 (xlorofill a) va 646 (xlorofill b) nm da, karotenoidlar esa 470 nm da spektrofotometr (Spectronic BioMate 3 UV-vis, Thermo, AQSh) yordamida aniqlandi.
Membranali lipid peroksidlanishini (MDA) baholash uchun Hodges va boshqalar (1999) tomonidan tasvirlangan tiobarbiturik kislota (TBA) usuli qo'llanildi. Taxminan 0,3 g barg to'qimasi suyuq azotda ham gomogenlashtirildi. Namunalar 5000 rpm tezlikda santrifugaga solindi va yutilish spektrofotometrda 440, 532 va 600 nm da o'lchandi. Nihoyat, MDA konsentratsiyasi yo'q bo'lish koeffitsienti (157 M mL−1) yordamida hisoblab chiqildi.
Barcha ishlov berish usullarining prolin miqdori Bates va boshqalar (1973) tomonidan tasvirlangan usul yordamida aniqlandi. Saqlangan namunaga 10 ml 3% li sulfosalitsil kislotasining suvli eritmasini qo'shing va Whatman filtr qog'ozi (№ 2) orqali filtrlang. Keyin ushbu filtratning 2 ml i 2 ml ninhidrik kislota va 2 ml muzlik sirka kislotasi bilan reaksiyaga kirishdi. Aralashma 90°C haroratda 1 soat davomida suv hammomiga joylashtirildi. Reaksiyani muz ustida inkubatsiya qilish orqali to'xtating. Naychani vorteks silkitgich yordamida kuchli silkiting va hosil bo'lgan eritmani 4 ml toluolda eriting. Yutilish ko'rsatkichlari 520 nm da fotosintetik pigmentlarni miqdoriy aniqlash uchun ishlatiladigan spektrofotometr (Spectronic BioMate 3 UV-Vis, Thermo, Madison, WI, AQSh) yordamida aniqlandi.
Gerhards va boshqalar (2016) tomonidan soyabon harorati va CSI ni hisoblash uchun tasvirlangan usul. Stress davri oxirida ±2°C aniqlikda FLIR 2 kamerasi (FLIR Systems Inc., Boston, MA, AQSh) yordamida issiqlik fotosuratlari olindi. Suratga olish uchun o'simlikning orqasiga oq sirt qo'ying. Yana ikkita zavod mos yozuvlar modellari sifatida ko'rib chiqildi. O'simliklar oq sirtga joylashtirildi; biri barcha stomatalarning ochilishini simulyatsiya qilish uchun qishloq xo'jaligi yordamchisi (Agrotin, Bayer CropScience, Bogotá, Kolumbiya) bilan qoplangan [nam rejim (Twet)], ikkinchisi esa hech qanday qo'llanilmaydigan barg edi [Quruq rejim (Tdry)] (Castro-Duque va boshqalar, 2020). Suratga olish paytida kamera va idish orasidagi masofa 1 m edi.
Nisbiy tolerantlik indeksi ushbu tadqiqotda baholangan davolangan genotiplarning tolerantligini aniqlash uchun nazorat o'simliklari (stress bilan ishlov berilmagan va o'sish regulyatorlari qo'llanilgan o'simliklar) bilan taqqoslaganda davolangan o'simliklarning stomatal o'tkazuvchanligi (gs) yordamida bilvosita hisoblab chiqildi. RTI Chávez-Arias va boshqalardan (2020) moslashtirilgan tenglama yordamida olindi.
Har bir tajribada yuqorida aytib o'tilgan barcha fiziologik o'zgaruvchilar yuqori soyabondan to'plangan to'liq kengaygan barglar yordamida 55 DAE da aniqlandi va qayd etildi. Bundan tashqari, o'simliklar o'sadigan atrof-muhit sharoitlarini o'zgartirmaslik uchun o'lchovlar o'sish kamerasida o'tkazildi.
Birinchi va ikkinchi tajribalardan olingan ma'lumotlar bir qator tajribalar sifatida birgalikda tahlil qilindi. Har bir tajriba guruhi 5 ta o'simlikdan iborat edi va har bir o'simlik eksperimental birlikni tashkil etdi. Dispersiya tahlili (ANOVA) o'tkazildi (P ≤ 0,05). Muhim farqlar aniqlanganda, Tukeyning post hoc qiyosiy testi P ≤ 0,05 da qo'llanildi. Foiz qiymatlarini o'zgartirish uchun arksin funktsiyasidan foydalaning. Ma'lumotlar Statistix v 9.0 dasturi (Analytical Software, Tallahassee, FL, AQSh) yordamida tahlil qilindi va SigmaPlot (10.0 versiyasi; Systat Software, San Jose, CA, AQSh) yordamida chizildi. Asosiy komponentlar tahlili o'rganilayotgan eng yaxshi o'simliklarning o'sish regulyatorlarini aniqlash uchun InfoStat 2016 dasturi (Analysis Software, Cordoba Milliy Universiteti, Argentina) yordamida amalga oshirildi.
1-jadvalda tajribalar, turli xil ishlov berish usullari va ularning barg fotosintetik pigmentlari (xlorofil a, b, umumiy va karotinoidlar), malondialdegid (MDA) va prolin miqdori hamda stomatal o'tkazuvchanlik bilan o'zaro ta'siri ko'rsatilgan ANOVA umumlashtirilgan. gs ning ta'siri, nisbiy suv miqdori (RWC), xlorofil miqdori, xlorofil alfa floresan parametrlari, toj harorati (PCT) (°C), ekin stress indeksi (CSI) va 55 DAE da guruch o'simliklarining nisbiy bardoshlik indeksi.
1-jadval. Tajribalar (genotiplar) va issiqlik stressini davolash usullari o'rtasidagi guruch fiziologik va biokimyoviy o'zgaruvchilari bo'yicha ANOVA ma'lumotlarining qisqacha mazmuni.
Barglarning fotosintetik pigment o'zaro ta'siri, nisbiy xlorofil miqdori (Atleaf ko'rsatkichlari) va alfa-xlorofil lyuminestsentsiya parametrlaridagi tajribalar va davolash usullari o'rtasidagi farqlar (P≤0.01) 2-jadvalda keltirilgan. Kunduzgi va tungi yuqori haroratlar umumiy xlorofil va karotenoid miqdorini oshirdi. Optimal harorat sharoitida o'stirilgan o'simliklarga (2.67 mg g -1) nisbatan fitohormonlarning bargli purkagichisiz ("F67" uchun 2.36 mg g-1 va "F2000" uchun 2.56 mg g-1) guruch ko'chatlari umumiy xlorofil miqdorining pastligini ko'rsatdi. Ikkala tajribada ham "F67" 2.80 mg g-1 va "F2000" 2.80 mg g-1 ni tashkil etdi. Bundan tashqari, issiqlik stressi ostida AUX va GA purkagichlarining kombinatsiyasi bilan ishlov berilgan guruch ko'chatlari ham issiqlik stressi sharoitida ikkala genotipda ham xlorofil miqdorining pasayishini ko'rsatdi (AUX = 1,96 mg g-1 va GA = 1,45 mg g-1 "F67" uchun; AUX = 1,96 mg g-1 va GA = 1,45 mg g-1 "F67" uchun; AUX = 2,24 mg) g-1 va GA = 1,43 mg g-1 ("F2000" uchun). Issiqlik stressi sharoitida BR bilan bargli ishlov berish ikkala genotipda ham bu o'zgaruvchining biroz oshishiga olib keldi. Nihoyat, CK bargli purkagichi F67 (3,24 mg g-1) va F2000 (3,65 mg g-1) genotiplarida barcha ishlov berishlar (AUX, GA, BR, SC va AC ishlov berish) orasida eng yuqori fotosintetik pigment qiymatlarini ko'rsatdi. Xlorofilning nisbiy miqdori (Atleaf birligi) ham birlashgan issiqlik stressi bilan kamaydi. Eng yuqori qiymatlar ikkala genotipda ham CC bilan purkalgan o'simliklarda qayd etildi ("F67" uchun 41,66 va "F2000" uchun 49,30). Fv va Fv/Fm nisbatlari davolash usullari va navlar o'rtasida sezilarli farqlarni ko'rsatdi (2-jadval). Umuman olganda, ushbu o'zgaruvchilar orasida F67 navi F2000 naviga qaraganda issiqlik stressiga kamroq moyil edi. Fv va Fv/Fm nisbatlari ikkinchi tajribada ko'proq zarar ko'rdi. Hech qanday fitohormonlar bilan purkalmagan stressga uchragan 'F2000' ko'chatlari eng past Fv qiymatlariga (2120,15) va Fv/Fm nisbatlariga (0,59) ega edi, ammo CK bilan barg orqali purkash bu qiymatlarni tiklashga yordam berdi (Fv: 2591, 89, Fv/Fm nisbati: 0,73). , optimal harorat sharoitida o'stirilgan “F2000” o'simliklarida qayd etilganlarga o'xshash ko'rsatkichlarni oldi (Fv: 2955.35, Fv/Fm nisbati: 0.73:0.72). Dastlabki lyuminestsensiya (F0), maksimal lyuminestsensiya (Fm), PSII ning maksimal fotokimyoviy kvant hosildorligi (Fv/F0) va Fm/F0 nisbatida sezilarli farqlar yo'q edi. Nihoyat, BR CK bilan kuzatilganidek o'xshash tendentsiyani ko'rsatdi (Fv 2545.06, Fv/Fm nisbati 0.73).
2-jadval. Birlashgan issiqlik stressining (kunduzgi/kechagi 40°/30°C) barg fotosintetik pigmentlariga ta'siri [umumiy xlorofil (Chl Total), xlorofil a (Chl a), xlorofil b (Chl b) va karotinoidlar Cx+c] ta'siri], nisbiy xlorofil miqdori (Atliff birligi), xlorofil lyuminestsentsiya parametrlari (boshlang'ich lyuminestsentsiya (F0), maksimal lyuminestsentsiya (Fm), o'zgaruvchan lyuminestsentsiya (Fv), maksimal PSII samaradorligi (Fv/Fm), ikkita guruch genotipiga [Federrose 67 (F67) va Federrose 2000 (F2000)] ega o'simliklarda PSII ning fotokimyoviy maksimal kvant hosildorligi (Fv/F0) va Fm/F0 ning paydo bo'lganidan 55 kun o'tgach (DAE)).
Turli xil ishlov berilgan guruch o'simliklarining nisbiy suv miqdori (RWC) eksperimental va bargli ishlov berish o'rtasidagi o'zaro ta'sirda farqlarni (P ≤ 0,05) ko'rsatdi (1A-rasm). SA bilan ishlov berilganda, eng past qiymatlar ikkala genotip uchun ham qayd etildi (F67 uchun 74,01% va F2000 uchun 76,6%). Issiqlik stressi sharoitida, turli fitohormonlar bilan ishlov berilgan ikkala genotipdagi guruch o'simliklarining RWC sezilarli darajada oshdi. Umuman olganda, CK, GA, AUX yoki BR ning bargli qo'llanilishi RWC ni eksperiment davomida optimal sharoitlarda o'stirilgan o'simliklarnikiga o'xshash qiymatlarga oshirdi. Mutlaq nazorat va bargli purkalgan o'simliklar ikkala genotip uchun ham taxminan 83% qiymatlarni qayd etdi. Boshqa tomondan, gs ham eksperiment-davolash o'zaro ta'sirida sezilarli farqlarni (P ≤ 0,01) ko'rsatdi (1B-rasm). Mutlaq nazorat (AC) o'simligi 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 ham 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'simliklarning o'sish regulyatorlari bilan barg bilan ishlov berish ham g ni oshirdi. CC bilan purkalgan F2000 guruch o'simliklarida fitohormonlar bilan barg bilan purkashning ta'siri aniqroq edi. Bu o'simliklar guruhi mutlaq nazorat o'simliklariga nisbatan hech qanday farq ko'rsatmadi (AC 511,02 va CC 499,25 mmol m-2s-1).
1-rasm. Birlashtirilgan issiqlik stressining (kunduzgi/kechagi 40°/30°C) nisbiy suv miqdoriga (RWC) (A), stomatal o'tkazuvchanlikka (gs) (B), malondialdegid (MDA) ishlab chiqarishga (C) va prolin miqdoriga ta'siri. (D) ikkita guruch genotipiga (F67 va F2000) ega o'simliklarda paydo bo'lganidan keyin 55 kun o'tgach (DAE). Har bir genotip uchun baholangan davolash usullari quyidagilarni o'z ichiga oldi: mutlaq nazorat (AC), issiqlik stressini nazorat qilish (SC), issiqlik stressi + auksin (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 ifodalaydi (n = 5). Turli harflar bilan birga kelgan ustunlar Tukey testiga ko'ra statistik jihatdan ahamiyatli farqlarni ko'rsatadi (P ≤ 0,05). Teng belgisi bo'lgan harflar o'rtacha qiymat statistik jihatdan ahamiyatli emasligini ko'rsatadi (≤ 0,05).
MDA (P ≤ 0,01) va prolin (P ≤ 0,01) tarkibi ham tajriba va fitohormon bilan davolash o'rtasidagi o'zaro ta'sirda sezilarli farqlarni ko'rsatdi (1C, D-rasm). Ikkala genotipda ham SC bilan davolashda lipid peroksidlanishining ortishi kuzatildi (1C-rasm), ammo barg o'sishi regulyatori spreyi bilan ishlov berilgan o'simliklar ikkala genotipda ham lipid peroksidlanishining kamayganligini ko'rsatdi; Umuman olganda, fitohormonlardan (CA, AUC, BR yoki GA) foydalanish lipid peroksidlanishining pasayishiga olib keladi (MDA miqdori). 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 µmol g-1 oralig'ida, FW "F2000" o'simliklarida esa "kuzatilgan qiymatlar" 2,84 dan 9,18 µmol g-1 gacha (o'simliklar) oralig'ida edi). Boshqa tomondan, "F67" o'simliklarida prolin sintezi birlashgan stress ostida bo'lgan "F2000" o'simliklariga qaraganda pastroq bo'ldi, bu esa prolin ishlab chiqarishning oshishiga olib keldi. Issiqlik stressi ostida bo'lgan guruch o'simliklarida ikkala tajribada ham ushbu gormonlarni qabul qilish F2000 o'simliklarining aminokislota miqdorini sezilarli darajada oshirishi kuzatildi (AUX va BR mos ravishda 30,44 va 18,34 µmol g-1 edi) (1G-rasm).
Bargli o'simliklar o'sishini regulyatori purkagichi va issiqlik stressining o'simlik soyabon haroratiga 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'simliklariniki esa 28°C atrofida edi. BILAN. Shuningdek, CK va BR bilan barglar bilan ishlov berish SC o'simliklariga nisbatan soyabon haroratining 2-3°C ga pasayishiga olib kelganligi kuzatildi (2A-rasm). RTI boshqa fiziologik o'zgaruvchilarga o'xshash xatti-harakatlarni ko'rsatdi, tajriba va ishlov berish 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 (mos ravishda "F67" va "F2000" guruch o'simliklari uchun 34,18% va 33,52%)). Fitohormonlarni bargli oziqlantirish yuqori harorat stressiga duchor bo'lgan o'simliklarda RTI ni yaxshilaydi. Bu ta'sir CC bilan purkalgan "F2000" o'simliklarida ko'proq sezildi, bunda RTI 97,69 ni tashkil etdi. Boshqa tomondan, sezilarli farqlar faqat barg omili purkash stressi sharoitida guruch o'simliklarining hosildorlik stress indeksida (CSI) kuzatildi (P ≤ 0,01) (2B-rasm). Faqat murakkab issiqlik stressiga duchor bo'lgan guruch o'simliklari eng yuqori stress indeksi qiymatini (0,816) ko'rsatdi. Guruch o'simliklariga turli xil fitogormonlar purkalganda, stress indeksi pastroq bo'ldi (qiymatlar 0,6 dan 0,67 gacha). Nihoyat, optimal sharoitlarda yetishtirilgan guruch o'simligi 0,138 qiymatiga ega edi.
2-rasm. Ikki o'simlik turining soyabon haroratiga (A), nisbiy bardoshlik indeksiga (RTI) (B) va ekin stress indeksiga (CSI) (C) kombinatsiyalangan issiqlik stressining ta'siri. Tijorat guruch genotiplari (F67 va F2000) turli xil issiqlik bilan ishlov berildi. Har bir genotip uchun baholangan ishlov berishlar quyidagilarni o'z ichiga oldi: mutlaq nazorat (AC), issiqlik stressini nazorat qilish (SC), issiqlik stressi + auksin (AUX), issiqlik stressi + gibberellin (GA), issiqlik stressi + hujayra mitogeni (CK) va issiqlik stressi + brassinosteroid. (BR). Kombinatsiyalangan issiqlik stressi guruch o'simliklarini yuqori kunduzgi/tungi haroratlarga (40°/30°C kunduzgi/tungi) ta'sir qilishni o'z ichiga oladi. Har bir ustun beshta ma'lumot nuqtasining o'rtacha ± standart xatosini ifodalaydi (n = 5). Turli harflar bilan birga keladigan ustunlar Tukey testiga ko'ra statistik jihatdan ahamiyatli farqlarni ko'rsatadi (P ≤ 0,05). Teng belgisi bo'lgan harflar o'rtacha qiymatning statistik jihatdan ahamiyatli emasligini ko'rsatadi (≤ 0,05).
Asosiy komponentlar tahlili (PCA) shuni ko'rsatdiki, 55 DAE da baholangan o'zgaruvchilar o'sish regulyatori purkagichi bilan ishlov berilgan issiqlik stressiga uchragan guruch o'simliklarining fiziologik va biokimyoviy javoblarining 66,1% ni tushuntirdi (3-rasm). Vektorlar o'zgaruvchilarni, nuqtalar esa o'simlik o'sish regulyatorlarini (GR) ifodalaydi. gs, xlorofil miqdori, PSII ning maksimal kvant samaradorligi (Fv/Fm) va biokimyoviy parametrlar (TChl, MDA va prolin) vektorlari kelib chiqish nuqtasiga yaqin burchak ostida joylashgan bo'lib, bu o'simliklarning fiziologik xatti-harakati va ular o'rtasidagi yuqori korrelyatsiyani ko'rsatadi. o'zgaruvchi. Bir guruh (V) optimal haroratda (AT) o'stirilgan guruch ko'chatlarini va CK va BA bilan ishlov berilgan F2000 o'simliklarini o'z ichiga olgan. Shu bilan birga, GR bilan ishlov berilgan o'simliklarning aksariyati alohida guruhni (IV) tashkil etdi va F2000 da GA bilan ishlov berilgan alohida guruhni (II) tashkil etdi. Aksincha, issiqlik stressiga uchragan guruch ko'chatlari (I va III guruhlar) fitohormonlarning barg purkagichisiz (ikkala genotip ham SC edi) V guruhiga qarama-qarshi zonada joylashgan bo'lib, bu issiqlik stressining o'simlik fiziologiyasiga ta'sirini ko'rsatadi.
3-rasm. Ikki guruch genotipiga (F67 va F2000) mansub o'simliklarga nihol chiqqanidan 55 kun o'tgach (DAE) birlashgan issiqlik stressining (40°/30°C kunduz/tun) ta'sirining bigrafik tahlili. Qisqartmalar: AC F67, mutlaq nazorat F67; SC F67, issiqlik stressini nazorat qilish F67; AUX F67, issiqlik stressi + auksin 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 stressini nazorat qilish F2000; AUX F2000, issiqlik stressi + auksin F2000; GA F2000, issiqlik stressi + gibberellin F2000; CK F2000, issiqlik stressi + sitokinin, BR F2000, issiqlik stressi + jez steroid; F2000.
Xlorofil miqdori, stomatal o'tkazuvchanlik, Fv/Fm nisbati, CSI, MDA, RTI va prolin miqdori kabi o'zgaruvchilar guruch genotiplarining moslashishini tushunishga va issiqlik stressi ostida agronomik strategiyalarning ta'sirini baholashga yordam beradi (Sarsu va boshqalar, 2018; Quintero-Calderon va boshqalar, 2021). Ushbu tajribaning maqsadi murakkab issiqlik stressi sharoitida to'rtta o'sish regulyatorini qo'llashning guruch ko'chatlarining fiziologik va biokimyoviy parametrlariga ta'sirini baholash edi. Ko'chatlarni sinovdan o'tkazish mavjud infratuzilmaning hajmi yoki holatiga qarab guruch o'simliklarini bir vaqtning o'zida baholashning oddiy va tezkor usuli hisoblanadi (Sarsu va boshqalar, 2018). Ushbu tadqiqot natijalari shuni ko'rsatdiki, kombinatsiyalangan issiqlik stressi ikkita guruch genotipida turli xil fiziologik va biokimyoviy reaksiyalarni keltirib chiqaradi, bu esa moslashish jarayonini ko'rsatadi. Bu natijalar shuningdek, barg o'sishi regulyatori purkagichlari (asosan sitokininlar va brassinosteroidlar) guruchning murakkab issiqlik stressiga moslashishiga yordam berishini ko'rsatadi, chunki bu asosan gs, RWC, Fv/Fm nisbati, fotosintetik pigmentlar va prolin miqdoriga ta'sir qiladi.
O'sish regulyatorlarini qo'llash issiqlik stressi ostida guruch o'simliklarining suv holatini yaxshilashga yordam beradi, bu esa yuqori stress va o'simlik soyabonining past harorati bilan bog'liq bo'lishi mumkin. Ushbu tadqiqot shuni ko'rsatdiki, "F2000" (sezgir genotip) o'simliklari orasida asosan CK yoki BR bilan ishlov berilgan guruch o'simliklari SC bilan ishlov berilgan o'simliklarga qaraganda yuqori gs qiymatlariga va past PCT qiymatlariga ega edi. Avvalgi tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, gs va PCT guruch o'simliklarining moslashuvchan javobini va agronomik strategiyalarning issiqlik stressiga ta'sirini aniqlay oladigan aniq fiziologik ko'rsatkichlardir (Restrepo-Diaz va Garces-Varon, 2013; Sarsu va boshqalar, 2018; Quintero). -Carr DeLong va boshqalar, 2021). Barg CK yoki BR stress ostida g ni kuchaytiradi, chunki bu o'simlik gormonlari ABA (abiotik stress ostida stomatal yopilish promouteri) kabi boshqa signalizatsiya molekulalari bilan sintetik o'zaro ta'sirlar orqali stomatal ochilishga yordam berishi mumkin (Macková va boshqalar, 2013; Zhou va boshqalar, 2013). 2013). ). , 2014). Stomatal ochilish barglarning sovishini kuchaytiradi va soyabon haroratini pasaytirishga yordam beradi (Sonjaroon va boshqalar, 2018; Quintero-Calderón va boshqalar, 2021). Shu sabablarga ko'ra, CK yoki BR bilan purkalgan guruch o'simliklarining soyabon harorati birlashgan issiqlik stressi ostida pastroq bo'lishi mumkin.
Yuqori harorat stressi barglarning fotosintetik pigment miqdorini kamaytirishi mumkin (Chen va boshqalar, 2017; Ahammed va boshqalar, 2018). Ushbu tadqiqotda, guruch o'simliklari issiqlik stressi ostida bo'lganida va hech qanday o'simlik o'sishi regulyatorlari bilan purkalmaganida, fotosintetik pigmentlar ikkala genotipda ham pasayishga moyil bo'lgan (2-jadval). Feng va boshqalar (2013) shuningdek, issiqlik stressiga duchor bo'lgan ikkita bug'doy genotipining barglarida xlorofil miqdorining sezilarli darajada kamayganligini xabar qilishdi. Yuqori harorat ta'sirida ko'pincha xlorofil miqdori kamayadi, bu xlorofil biosintezining pasayishi, pigmentlarning parchalanishi yoki ularning issiqlik stressi ostidagi birgalikdagi ta'siri bilan bog'liq bo'lishi mumkin (Fahad va boshqalar, 2017). Biroq, asosan CK va BA bilan ishlov berilgan guruch o'simliklari issiqlik stressi ostida barg fotosintetik pigmentlarining konsentratsiyasini oshirdi. Shunga o'xshash natijalar Jespersen va Huang (2015) va Suchsagunpanit va boshqalar tomonidan ham xabar qilingan. (2015), issiqlik stressiga uchragan bentgrass va guruchda mos ravishda zeatin va epibrassinosteroid gormonlari qo'llanilgandan so'ng barg xlorofil miqdorining oshishini kuzatgan. CK va BR kombinatsiyalangan issiqlik stressi ostida barg xlorofil miqdorining oshishiga nima sababdan sabab bo'lishining asosli izohi shundaki, CK ekspressiya promotorlarining (masalan, qarishni faollashtiruvchi promotor (SAG12) yoki HSP18 promotori) barqaror induksiyasini boshlashni kuchaytirishi va barglarda xlorofil yo'qotilishini kamaytirishi mumkin. , barglarning qarishini kechiktirishi va o'simlikning issiqlikka chidamliligini oshirishi mumkin (Liu va boshqalar, 2020). BR stress sharoitida xlorofil biosintezida ishtirok etadigan fermentlarning sintezini faollashtirish yoki qo'zg'atish orqali barg xlorofilini himoya qilishi va barg xlorofil miqdorini oshirishi mumkin (Sharma va boshqalar, 2017; Siddiqui va boshqalar, 2018). Nihoyat, ikkita fitohormon (CK va BR) issiqlik zarbasi oqsillarining ifodalanishini rag'batlantiradi va xlorofill biosintezining kuchayishi kabi turli metabolik moslashuv jarayonlarini yaxshilaydi (Sharma va boshqalar, 2017; Liu va boshqalar, 2020).
Xlorofill floresan parametrlari o'simliklarning abiotik stress sharoitlariga chidamliligini yoki moslashishini baholashga imkon beradigan tez va buzilmaydigan usulni taqdim etadi (Chaerle va boshqalar, 2007; Kalaji va boshqalar, 2017). Fv/Fm nisbati kabi parametrlar o'simliklarning stress sharoitlariga moslashuvi ko'rsatkichlari sifatida ishlatilgan (Alvarado-Sanabria va boshqalar, 2017; Chavez-Arias va boshqalar, 2020). Ushbu tadqiqotda SC o'simliklari ushbu o'zgaruvchining eng past qiymatlarini, asosan "F2000" guruch o'simliklarini ko'rsatdi. Yin va boshqalar (2010) shuningdek, eng yuqori tuproqli guruch barglarining Fv/Fm nisbati 35°C dan yuqori haroratlarda sezilarli darajada pasayganligini aniqladilar. Feng va boshqalarning (2013) ma'lumotlariga ko'ra, issiqlik stressi ostida pastroq Fv/Fm nisbati PSII reaksiya markazi tomonidan qo'zg'alish energiyasini ushlash va konvertatsiya qilish tezligining pasayishini ko'rsatadi, bu esa PSII reaksiya markazining issiqlik stressi ostida parchalanishini ko'rsatadi. Bu kuzatish bizga fotosintetik apparatdagi buzilishlar sezgir navlarda (Fedearroz 2000) chidamli navlarga qaraganda (Fedearroz 67) ko'proq aniqroq degan xulosaga kelishga imkon beradi.
CK yoki BR dan foydalanish odatda murakkab issiqlik stressi sharoitida PSII ning samaradorligini oshirdi. Shunga o'xshash natijalar Suchsagunpanit va boshqalar (2015) tomonidan olingan bo'lib, ular BR qo'llanilishi guruchda issiqlik stressi ostida PSII samaradorligini oshirishini kuzatgan. Kumar va boshqalar (2020) shuningdek, CK (6-benziladenin) bilan ishlov berilgan va issiqlik stressiga duchor bo'lgan no'xat o'simliklari Fv/Fm nisbatini oshirishini aniqladilar va zeaxanthin pigment siklini faollashtirish orqali CK ning bargga surtilishi PSII faolligini oshirishi haqida xulosaga kelishdi. Bundan tashqari, BR barg purkagichi qo'shma stress sharoitida PSII fotosintezini qo'llab-quvvatladi, bu esa ushbu fitogormonni qo'llash PSII antennalarining qo'zg'alish energiyasining tarqalishini kamaytirishga olib kelganini va xloroplastlarda kichik issiqlik zarbasi oqsillarining to'planishini rag'batlantirganini ko'rsatadi (Ogweno va boshqalar, 2008; Kothari va Lachowitz)., 2021).
MDA va prolin miqdori o'simliklar abiotik stress ostida bo'lganida optimal sharoitlarda o'stirilgan o'simliklarga nisbatan ko'pincha oshadi (Alvarado-Sanabria va boshqalar, 2017). Avvalgi tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, MDA va prolin darajasi kunduzgi yoki tungi yuqori haroratlarda guruchda moslashish jarayonini yoki agronomik amaliyotlarning ta'sirini tushunish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan biokimyoviy ko'rsatkichlardir (Alvarado-Sanabria va boshqalar, 2017; Quintero-Calderón va boshqalar, 2021). Ushbu tadqiqotlar shuningdek, MDA va prolin miqdori mos ravishda kechasi yoki kunduzi yuqori haroratga duchor bo'lgan guruch o'simliklarida yuqori bo'lishini ko'rsatdi. Biroq, CK va BR ning barglarga purkash MDA ning pasayishiga va prolin darajasining oshishiga, asosan tolerant genotipda (Federroz 67) olib keldi. CK purkash sitokinin oksidaza/degidrogenazaning ortiqcha ifodalanishini kuchaytirishi va shu bilan betain va prolin kabi himoya birikmalarining miqdorini oshirishi mumkin (Liu va boshqalar, 2020). BR betain, shakar va aminokislotalar (shu jumladan erkin prolin) kabi osmoprotektorlarning induksiyasi jarayonini rag'batlantiradi va ko'plab noqulay ekologik sharoitlarda hujayra osmotik muvozanatini saqlaydi (Kothari va Lachowiec, 2021).
Ekin stress indeksi (CSI) va nisbiy bardoshlik indeksi (RTI) baholanayotgan davolash usullari turli stresslarni (abiotik va biotik) yumshatishga yordam beradimi va o'simlik fiziologiyasiga ijobiy ta'sir ko'rsatadimi yoki yo'qligini aniqlash uchun ishlatiladi (Castro-Duque va boshqalar, 2020; Chavez-Arias va boshqalar, 2020). CSI qiymatlari mos ravishda stresssiz va stress sharoitlarini ifodalovchi 0 dan 1 gacha bo'lishi mumkin (Lee va boshqalar, 2010). Issiqlik stressiga uchragan (SC) o'simliklarning CSI qiymatlari 0,8 dan 0,9 gacha bo'lgan (2B-rasm), bu guruch o'simliklariga qo'shma stress salbiy ta'sir ko'rsatganligini ko'rsatadi. Biroq, BC (0,6) yoki CK (0,6) ning barg orqali purkalishi asosan abiotik stress sharoitida SC guruch o'simliklariga nisbatan bu ko'rsatkichning pasayishiga olib keldi. F2000 o'simliklarida RTI SA (33,52%) ga nisbatan CA (97,69%) va BC (60,73%) dan foydalanilganda yuqori o'sish ko'rsatdi, bu o'simliklarning o'sish regulyatorlari guruchning tarkibning 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 (2010) tomonidan o'tkazilgan tadqiqot shuni ko'rsatdiki, o'rtacha suv stressi ostida ikkita paxta navining CSI qiymati taxminan 0,85 ni tashkil etgan, yaxshi sug'oriladigan navlarning CSI qiymatlari esa 0,4 dan 0,6 gacha bo'lgan, bu esa bu indeks navlarning stressli sharoitlarga suvga moslashuvining ko'rsatkichi degan xulosaga kelgan. Bundan tashqari, Chavez-Arias va boshqalar (2020) sintetik qo'zg'atuvchilarning samaradorligini C. elegans o'simliklarida kompleks stressni boshqarish strategiyasi sifatida baholadilar va ushbu birikmalar bilan purkalgan o'simliklar yuqori RTI (65%) ko'rsatganligini aniqladilar. Yuqoridagilarga asoslanib, CK va BR guruchning murakkab issiqlik stressiga chidamliligini oshirishga qaratilgan agronomik strategiyalar sifatida qaralishi mumkin, chunki bu o'simliklarning o'sish regulyatorlari ijobiy biokimyoviy va fiziologik reaksiyalarni keltirib chiqaradi.
So'nggi bir necha yil ichida Kolumbiyada guruch tadqiqotlari fiziologik yoki biokimyoviy xususiyatlardan foydalangan holda yuqori kunduzgi yoki tungi haroratlarga chidamli genotiplarni baholashga qaratilgan (Sánchez-Reinoso va boshqalar, 2014; Alvarado-Sanabria va boshqalar, 2021). Biroq, so'nggi bir necha yil ichida amaliy, iqtisodiy va foydali texnologiyalarni tahlil qilish mamlakatda murakkab issiqlik stressi davrlarining ta'sirini yaxshilash uchun integratsiyalashgan ekinlarni boshqarishni taklif qilish uchun tobora muhim ahamiyat kasb etmoqda (Calderón-Páez va boshqalar, 2021; Quintero-Calderon va boshqalar, 2021). Shunday qilib, ushbu tadqiqotda kuzatilgan guruch o'simliklarining murakkab issiqlik stressiga (40°C kunduzgi/30°C tungi) fiziologik va biokimyoviy javoblari CK yoki BR bilan barglarga purkash salbiy ta'sirlarni yumshatish uchun mos ekinlarni boshqarish usuli bo'lishi mumkinligini ko'rsatadi. O'rtacha issiqlik stressi davrlarining ta'siri. Ushbu davolash usullari ikkala guruch genotipining (past CSI va yuqori RTI) bardoshliligini oshirdi va bu kombinatsiyalangan issiqlik stressi ostida o'simliklarning fiziologik va biokimyoviy javoblarida umumiy tendentsiyani ko'rsatdi. Guruch o'simliklarining asosiy reaksiyasi GC, umumiy xlorofil, α va β xlorofillari va karotinoidlar miqdorining kamayishi edi. Bundan tashqari, o'simliklar PSII shikastlanishidan (xlorofil lyuminestsentsiya parametrlarining, masalan, Fv/Fm nisbatining pasayishi) va lipid peroksidlanishining ortishidan aziyat chekadi. Boshqa tomondan, guruch CK va BR bilan ishlov berilganda, bu salbiy ta'sirlar kamaydi va prolin miqdori oshdi (4-rasm).
4-rasm. Guruch o'simliklariga issiqlik stressi va bargli o'simliklar o'sishini regulyator purkagichining ta'sirining kontseptual modeli. Qizil va ko'k strelkalar issiqlik stressi va BR (brassinosteroid) va CK (sitokinin) ning bargli qo'llanilishi o'rtasidagi o'zaro ta'sirning mos ravishda fiziologik va biokimyoviy reaksiyalarga salbiy yoki ijobiy ta'sirini ko'rsatadi. gs: stomatal o'tkazuvchanlik; Umumiy Chl: umumiy xlorofil miqdori; Chl α: xlorofil β miqdori; Cx+c: karotinoid miqdori;
Xulosa qilib aytganda, ushbu tadqiqotdagi fiziologik va biokimyoviy javoblar shuni ko'rsatadiki, Fedearroz 2000 guruch o'simliklari Fedearroz 67 guruch o'simliklariga qaraganda murakkab issiqlik stressi davriga ko'proq moyil. Ushbu tadqiqotda baholangan barcha o'sish regulyatorlari (auksinlar, gibberellinlar, sitokininlar yoki brassinosteroidlar) ma'lum darajada issiqlik stressini kamaytirishni ko'rsatdi. Biroq, sitokinin va brassinosteroidlar o'simliklarning yaxshiroq moslashishiga olib keldi, chunki ikkala o'simlik o'sish regulyatori ham hech qanday qo'llanilmagan holda guruch o'simliklariga nisbatan xlorofill miqdorini, alfa-xlorofil lyuminestsentsiya parametrlarini, gs va RWC ni oshirdi, shuningdek, MDA miqdori va soyabon haroratini pasaytirdi. Xulosa qilib aytganda, biz o'simliklarning o'sish regulyatorlaridan (sitokininlar va brassinosteroidlar) foydalanish yuqori harorat davrlarida kuchli issiqlik stressi tufayli guruch ekinlarida stress sharoitlarini boshqarishda foydali vosita degan xulosaga keldik.
Tadqiqotda taqdim etilgan asl materiallar maqolaga ilova qilingan va qo'shimcha ma'lumotlar tegishli muallifga yuborilishi mumkin.