O'simliklar o'sishi regulyatorlari (PGRs)stress sharoitida o'simliklarning himoyasini kuchaytirishning tejamkor usulidir. Ushbu tadqiqot ikkitaning qobiliyatini o'rganib chiqdiPGRlar, tiokarbamid (TU) va arginin (Arg), bug'doyda tuz stressini yumshatish uchun. Natijalar shuni ko'rsatdiki, TU va Arg, ayniqsa birgalikda qo'llanilganda, tuz stressi ostida o'simliklarning o'sishini tartibga solishi mumkin. Ularning davolashlari antioksidant fermentlarning faolligini sezilarli darajada oshirib, bug'doy ko'chatlarida reaktiv kislorod turlari (ROS), malondialdegid (MDA) va nisbiy elektrolitlar oqishi (REL) darajasini pasaytirdi. Bundan tashqari, bu muolajalar Na + va Ca2 + kontsentratsiyasini va Na + / K + nisbatini sezilarli darajada kamaytirdi, shu bilan birga K + kontsentratsiyasini sezilarli darajada oshirdi va shu bilan ion-osmotik muvozanatni saqlab qoldi. Eng muhimi, TU va Arg bug'doy ko'chatlarining xlorofill tarkibini, aniq fotosintez tezligini va tuz stressi ostida gaz almashinuvini sezilarli darajada oshirdi. TU va Arg yolg'iz yoki birgalikda qo'llanganda quruq moddalar to'planishini 9,03-47,45% ga oshirishi mumkin edi va ular birgalikda ishlatilganda o'sish eng yuqori bo'ldi. Xulosa qilib aytganda, ushbu tadqiqot oksidlanish-qaytarilish gomeostazini va ion muvozanatini saqlash o'simliklarning tuz stressiga chidamliligini oshirish uchun muhimligini ta'kidlaydi. Bundan tashqari, TU va Arg potentsial sifatida tavsiya etilgano'simlik o'sishi regulyatorlari,ayniqsa, bug'doy hosilini oshirish uchun birgalikda foydalanilganda.
Iqlim va qishloq xo'jaligi amaliyotining tez o'zgarishi qishloq xo'jaligi ekotizimlarining degradatsiyasini kuchaytirmoqda1. Eng jiddiy oqibatlardan biri yerlarning sho‘rlanishi bo‘lib, u global oziq-ovqat xavfsizligiga tahdid solmoqda2. Hozirgi vaqtda butun dunyo boʻylab ekin maydonlarining taxminan 20% shoʻrlanishga taʼsir koʻrsatmoqda va bu koʻrsatkich 2050-yilga kelib 50% gacha oshishi mumkin. Bunday noqulay sharoitlar, shuningdek, xlorofill parchalanishining tezlashishiga, fotosintez tezligining pasayishiga va metabolik buzilishlarga olib kelishi mumkin, natijada o'simliklarning hosildorligi pasayadi5,6. Bundan tashqari, keng tarqalgan jiddiy ta'sir - bu turli xil biomolekulalarga, shu jumladan DNK, oqsillar va lipidlarga oksidlovchi zarar etkazishi mumkin bo'lgan reaktiv kislorod turlarining (ROS) ko'payishi.
Bug'doy (Triticum aestivum) dunyodagi eng muhim don ekinlaridan biridir. Bu nafaqat eng ko'p ekiladigan boshoqli ekin, balki muhim tijorat ekinidir8. Biroq, bug'doy tuzga sezgir bo'lib, uning o'sishiga to'sqinlik qilishi, fiziologik va biokimyoviy jarayonlarini buzishi va hosilni sezilarli darajada kamaytirishi mumkin. Tuzli stress ta'sirini yumshatishning asosiy strategiyalari genetik modifikatsiyani va o'simliklarning o'sishi regulyatorlaridan foydalanishni o'z ichiga oladi. Genetik jihatdan o'zgartirilgan organizmlar (GM) bug'doyning tuzga chidamli navlarini yaratish uchun genlarni tahrirlash va boshqa usullardan foydalanishdir9,10. Boshqa tomondan, o'simlik o'sishi regulyatorlari fiziologik faollikni va tuz bilan bog'liq moddalar darajasini tartibga solish orqali bug'doyning tuzga chidamliligini oshiradi va shu bilan stressning zararini kamaytiradi11. Ushbu regulyatorlar odatda transgenik yondashuvlarga qaraganda ko'proq qabul qilinadi va keng qo'llaniladi. Ular o'simliklarning sho'rlanish, qurg'oqchilik va og'ir metallar kabi turli xil abiotik stresslarga chidamliligini oshirishi va urug'larning unib chiqishini, ozuqa moddalarini o'zlashtirishi va reproduktiv o'sishini rag'batlantirishi, shu bilan hosildorlik va sifatini oshirishi mumkin. 12 O‘simliklarning o‘sishini regulyatorlari ekologik tozaligi, foydalanish qulayligi, tejamkorligi va amaliyligi tufayli ekinlarning o‘sishini ta’minlash, hosildorlik va sifatni saqlashda muhim ahamiyatga ega. 13 Biroq, bu modulyatorlar o'xshash ta'sir mexanizmlariga ega bo'lganligi sababli, ulardan birini ishlatish samarali bo'lmasligi mumkin. Noqulay sharoitlarda bug'doy etishtirish, hosildorlikni oshirish va oziq-ovqat xavfsizligini ta'minlash uchun bug'doyning tuzga chidamliligini yaxshilashga yordam beradigan o'sish regulyatorlarining kombinatsiyasini topish juda muhimdir.
TU va Arg ning birgalikda ishlatilishini o'rganadigan tadqiqotlar yo'q. Ushbu innovatsion kombinatsiya bug'doyning tuzli stress ostida o'sishiga sinergik tarzda yordam bera oladimi yoki yo'qmi aniq emas. Shu sababli, ushbu tadqiqotning maqsadi bu ikki o'sish regulyatori bug'doyga tuz stressining salbiy ta'sirini sinergik tarzda engillashtirishi mumkinligini aniqlash edi. Shu maqsadda biz bug'doy ko'chatlari bo'yicha qisqa muddatli gidroponik tajriba o'tkazdik, bunda o'simliklarning oksidlanish-qaytarilish va ion muvozanatiga e'tibor qaratgan holda, bug'doyga TU va Argni birgalikda qo'llashning afzalliklarini o'rgandik. Biz faraz qildikki, TU va Arg birikmasi tuzning stressidan kelib chiqqan oksidlanish zararini kamaytirish va ion muvozanatini boshqarish, shu bilan bug'doyda tuzga chidamlilikni oshirish uchun sinergik tarzda ishlashi mumkin.
Namunalarning MDA tarkibi tiobarbiturik kislota usuli bilan aniqlandi. 0,1 g yangi namuna kukunini aniq torting, 1 ml 10% li triklorosirka kislotasi bilan 10 minut davomida ekstrakt oling, 10000 g da 20 daqiqa davomida sentrifugalang va supernatantni oling. Ekstrakt teng hajmdagi 0,75% tiobarbiturik kislota bilan aralashtiriladi va 15 daqiqa davomida 100 ° C da inkubatsiya qilinadi. Kuluçkadan so'ng, supernatant santrifüj orqali yig'ildi va 450 nm, 532 nm va 600 nm da OD qiymatlari o'lchandi. MDA kontsentratsiyasi quyidagicha hisoblanadi:
3 kunlik davolanishga o'xshab, Arg va Tu qo'llanilishi ham 6 kunlik davolash ostida bug'doy ko'chatlarining antioksidant ferment faolligini sezilarli darajada oshirdi. TU va Arg kombinatsiyasi hali ham eng samarali bo'ldi. Biroq, davolanishdan keyin 6 kun o'tgach, turli xil davolash sharoitida to'rtta antioksidant fermentning faolligi davolashdan keyingi 3 kunga nisbatan pasayish tendentsiyasini ko'rsatdi (6-rasm).
Fotosintez oʻsimliklarda quruq moddalar toʻplanishining asosi boʻlib, tuzga juda sezgir boʻlgan xloroplastlarda sodir boʻladi. Tuz stressi plazma membranasining oksidlanishiga, hujayra osmotik muvozanatining buzilishiga, xloroplast ultrastrukturasining buzilishiga olib kelishi mumkin36, xlorofill degradatsiyasiga olib keladi, Kalvin sikli fermentlarining (jumladan, Rubisko) faolligini pasaytiradi va elektronning PS II dan PS I37 ga o'tishini kamaytiradi. Bundan tashqari, tuz stressi stomaning yopilishiga olib kelishi mumkin, shu bilan barglardagi CO2 kontsentratsiyasini kamaytiradi va fotosintezni inhibe qiladi38. Natijalarimiz tuz stressi bug'doyda stomatal o'tkazuvchanlikni pasaytiradi, natijada bargning transpiratsiya tezligi va hujayra ichidagi CO2 kontsentratsiyasining pasayishiga olib keladi, bu esa oxir-oqibatda fotosintez qobiliyatining pasayishiga va bug'doyning biomassasining pasayishiga olib keladi (1 va 3-rasmlar). Ta'kidlash joizki, TU va Arg qo'llanilishi bug'doy o'simliklarining tuz stressi ostida fotosintetik samaradorligini oshirishi mumkin. Fotosintetik samaradorlikning yaxshilanishi, ayniqsa, TU va Arg bir vaqtning o'zida qo'llanilganda sezilarli bo'ldi (3-rasm). Buning sababi, TU va Argning stomataning ochilishi va yopilishini tartibga solishi va shu bilan fotosintetik samaradorlikni oshirishi, bu avvalgi tadqiqotlar tomonidan qo'llab-quvvatlanadi. Masalan, Bencarti va boshqalar. tuz stressi ostida TU stomatal o'tkazuvchanlikni, CO2 assimilyatsiya tezligini va Atriplex portulacoides L.39 da PSII fotokimyosining maksimal kvant samaradorligini sezilarli darajada oshirganligini aniqladi. Arg tuz stressiga duchor bo'lgan o'simliklarda stomatal ochilish va yopilishni tartibga solishi mumkinligini tasdiqlovchi to'g'ridan-to'g'ri hisobotlar mavjud emas, Silveira va boshqalar. Arg qurg'oqchilik sharoitida barglardagi gaz almashinuviga yordam berishi mumkinligini ko'rsatdi22.
Xulosa qilib aytganda, ushbu tadqiqot turli xil ta'sir mexanizmlari va fizik-kimyoviy xususiyatlariga qaramay, TU va Arg bug'doy ko'chatlarida, ayniqsa birgalikda qo'llanilganda, NaCl stressiga nisbatan qarshilik ko'rsatishi mumkinligini ta'kidlaydi. TU va Argni qo'llash bug'doy ko'chatlarining antioksidant fermentlarini himoya qilish tizimini faollashtirishi, ROS tarkibini kamaytirishi va membrana lipidlarining barqarorligini saqlab turishi va shu bilan ko'chatlarda fotosintez va Na + / K + muvozanatini saqlab turishi mumkin. Biroq, bu tadqiqot ham cheklovlarga ega; TU va Argning sinergik ta'siri tasdiqlangan va uning fiziologik mexanizmi ma'lum darajada tushuntirilgan bo'lsa-da, yanada murakkab molekulyar mexanizm noaniq bo'lib qolmoqda. Shuning uchun transkriptomik, metabolomik va boshqa usullardan foydalangan holda TU va Argning sinergik mexanizmini qo'shimcha o'rganish kerak.
Joriy tadqiqot davomida foydalanilgan va/yoki tahlil qilingan maʼlumotlar toʻplami tegishli muallifdan asosli soʻrov boʻyicha mavjud.
Xabar vaqti: 2025-yil 19-may