O'simliklar o'sishi regulyatorlari (PGR)stress sharoitida o'simliklarning himoyasini kuchaytirishning tejamkor usuli hisoblanadi. Ushbu tadqiqot ikkitasining qobiliyatini o'rganib chiqdiPGRlar, tiourea (TU) va arginin (Arg), bug'doyda tuz stressini yumshatish uchun. Natijalar shuni ko'rsatdiki, TU va Arg, ayniqsa birgalikda ishlatilganda, tuz stressi ostida o'simliklarning o'sishini tartibga solishi mumkin. Ularni davolash antioksidant fermentlarning faolligini sezilarli darajada oshirdi, shu bilan birga bug'doy ko'chatlarida reaktiv kislorod turlari (ROS), malondialdegid (MDA) va nisbiy elektrolitlar oqishi (REL) darajasini pasaytirdi. Bundan tashqari, ushbu davolash usullari Na+ va Ca2+ konsentratsiyasini va Na+/K+ nisbatini sezilarli darajada kamaytirdi, shu bilan birga K+ konsentratsiyasini sezilarli darajada oshirdi va shu bilan ion-osmotik muvozanatni saqladi. Eng muhimi, TU va Arg tuz stressi ostida bug'doy ko'chatlarining xlorofil miqdorini, sof fotosintez tezligini va gaz almashinuv tezligini sezilarli darajada oshirdi. TU va Arg alohida yoki birgalikda ishlatilganda quruq moddalar to'planishini 9,03–47,45% ga oshirishi mumkin va ular birgalikda ishlatilganda o'sish eng katta bo'ldi. Xulosa qilib aytganda, ushbu tadqiqot o'simliklarning tuz stressiga chidamliligini oshirish uchun redoks gomeostazini va ion muvozanatini saqlash muhimligini ta'kidlaydi. Bundan tashqari, TU va Arg potentsial sifatida tavsiya qilindi.o'simliklarning o'sish regulyatorlari,ayniqsa, bug'doy hosildorligini oshirish uchun birgalikda ishlatilganda.
Iqlim va qishloq xo'jaligi amaliyotidagi tez o'zgarishlar qishloq xo'jaligi ekotizimlarining degradatsiyasini kuchaytirmoqda1. Eng jiddiy oqibatlardan biri bu yerlarning sho'rlanishi bo'lib, u global oziq-ovqat xavfsizligiga tahdid soladi2. Sho'rlanish hozirda butun dunyo bo'ylab haydaladigan yerlarning taxminan 20 foiziga ta'sir qiladi va bu ko'rsatkich 2050-yilga kelib 50 foizgacha ko'tarilishi mumkin3. Tuz-ishqoriy stress ekin ildizlarida osmotik stressni keltirib chiqarishi mumkin, bu esa o'simlikdagi ion muvozanatini buzadi4. Bunday noqulay sharoitlar xlorofillning tez parchalanishiga, fotosintez tezligining pasayishiga va metabolik buzilishlarga olib kelishi mumkin, natijada o'simlik hosildorligining pasayishiga olib keladi5,6. Bundan tashqari, keng tarqalgan jiddiy ta'sir - bu reaktiv kislorod turlarining (ROS) ko'payishi bo'lib, bu DNK, oqsillar va lipidlar kabi turli biomolekulalarga oksidlovchi zarar etkazishi mumkin7.
Bug'doy (Triticum aestivum) dunyodagi eng muhim don ekinlaridan biridir. Bu nafaqat eng keng tarqalgan don ekinlari, balki muhim tijorat ekinidir8. Biroq, bug'doy tuzga sezgir bo'lib, bu uning o'sishini to'xtatishi, fiziologik va biokimyoviy jarayonlarini buzishi va hosildorligini sezilarli darajada kamaytirishi mumkin. Tuz stressining ta'sirini yumshatishning asosiy strategiyalari genetik modifikatsiya va o'simliklarning o'sish regulyatorlaridan foydalanishni o'z ichiga oladi. Genetik modifikatsiyalangan organizmlar (GM) tuzga chidamli bug'doy navlarini yaratish uchun genlarni tahrirlash va boshqa usullardan foydalanishdir9,10. Boshqa tomondan, o'simliklarning o'sish regulyatorlari fiziologik faollikni va tuz bilan bog'liq moddalar darajasini tartibga solish orqali bug'doyda tuzga chidamlilikni oshiradi va shu bilan stress zararini kamaytiradi11. Bu regulyatorlar odatda transgen yondashuvlarga qaraganda ko'proq qabul qilinadi va keng qo'llaniladi. Ular o'simliklarning sho'rlanish, qurg'oqchilik va og'ir metallar kabi turli abiotik stresslarga chidamliligini oshirishi va urug'larning unib chiqishini, ozuqa moddalarining so'rilishini va reproduktiv o'sishni rag'batlantirishi, shu bilan hosildorlik va sifatni oshirishi mumkin. 12 O'simliklarning o'sish regulyatorlari ekologik tozaligi, foydalanish qulayligi, tejamkorligi va amaliyligi tufayli hosildorlik va sifatni ta'minlash va saqlash uchun juda muhimdir. 13 Biroq, bu modulyatorlarning ta'sir mexanizmlari o'xshash bo'lgani uchun, ulardan birini yolg'iz ishlatish samarali bo'lmasligi mumkin. Bug'doyda tuzga chidamlilikni yaxshilaydigan o'sish regulyatorlarining kombinatsiyasini topish noqulay sharoitlarda bug'doyni ko'paytirish, hosildorlikni oshirish va oziq-ovqat xavfsizligini ta'minlash uchun juda muhimdir.
TU va Arg ning birgalikda qo'llanilishini o'rganuvchi hech qanday tadqiqotlar mavjud emas. Ushbu innovatsion kombinatsiya tuz stressi ostida bug'doy o'sishini sinergik ravishda rag'batlantirishi mumkinmi yoki yo'qmi, noma'lum. Shuning uchun, ushbu tadqiqotning maqsadi ushbu ikkita o'sish regulyatori tuz stressining bug'doyga salbiy ta'sirini sinergik ravishda yumshata oladimi yoki yo'qligini aniqlash edi. Shu maqsadda biz tuz stressi ostida bug'doyga TU va Arg ni birgalikda qo'llashning afzalliklarini o'rganish uchun qisqa muddatli gidroponik bug'doy ko'chatlari tajribasini o'tkazdik, bu o'simliklarning oksidlanish-qaytarilish va ion muvozanatiga e'tibor qaratdik. Biz TU va Arg ning kombinatsiyasi tuz stressi keltirib chiqaradigan oksidlovchi zararni kamaytirish va ion muvozanatini boshqarish, shu bilan bug'doyda tuzga chidamlilikni oshirish uchun sinergik tarzda ishlashi mumkin degan gipotezani ilgari surdik.
Namunalarning MDA miqdori tiobarbiturik kislota usuli bilan aniqlandi. 0,1 g yangi namuna kukunini aniq torting, 1 ml 10% trixlorosirka kislotasi bilan 10 daqiqa davomida ekstrakt qiling, 10 000 g da 20 daqiqa davomida santrifuga qiling va ustki qatlamni yig'ing. Ekstrakt teng hajmdagi 0,75% tiobarbiturik kislota bilan aralashtirildi va 100 °C da 15 daqiqa davomida inkubatsiya qilindi. Inkubatsiyadan so'ng, ustki qatlam santrifugalash orqali yig'ildi va 450 nm, 532 nm va 600 nm da OD qiymatlari o'lchandi. MDA konsentratsiyasi quyidagicha hisoblandi:
3 kunlik davolashga o'xshab, Arg va Tu qo'llanilishi ham 6 kunlik davolash paytida bug'doy ko'chatlarining antioksidant ferment faolligini sezilarli darajada oshirdi. TU va Arg kombinatsiyasi hali ham eng samarali bo'ldi. Biroq, davolashdan 6 kun o'tgach, turli davolash sharoitlarida to'rtta antioksidant fermentning faolligi davolashdan 3 kun o'tgandan keyingiga nisbatan pasayish tendentsiyasini ko'rsatdi (6-rasm).
Fotosintez o'simliklarda quruq moddalar to'planishining asosi bo'lib, tuzga juda sezgir bo'lgan xloroplastlarda sodir bo'ladi. Tuz stressi plazma membranasining oksidlanishiga, hujayra osmotik muvozanatining buzilishiga, xloroplast ultrastrukturasining shikastlanishiga olib kelishi mumkin36, xlorofillning parchalanishiga, Kalvin sikli fermentlarining (shu jumladan Rubisco) faolligini pasayishiga va PS II dan PS I37 ga elektron o'tkazilishini kamaytirishi mumkin. Bundan tashqari, tuz stressi stomatal yopilishni keltirib chiqarishi mumkin, shu bilan barg CO2 konsentratsiyasini kamaytiradi va fotosintezni inhibe qiladi38. Bizning natijalarimiz tuz stressi bug'doyda stomatal o'tkazuvchanlikni kamaytiradi, natijada barg transpiratsiyasi tezligi va hujayra ichidagi CO2 konsentratsiyasi pasayadi, bu esa oxir-oqibat fotosintez qobiliyatining pasayishiga va bug'doy biomassasining pasayishiga olib keladi degan oldingi topilmalarni tasdiqladi (1 va 3-rasmlar). Shunisi e'tiborga loyiqki, TU va Arg qo'llanilishi bug'doy o'simliklarining tuz stressi ostida fotosintez samaradorligini oshirishi mumkin. Fotosintez samaradorligining yaxshilanishi, ayniqsa, TU va Arg bir vaqtning o'zida qo'llanilganda sezilarli bo'ldi (3-rasm). Bu TU va Arg stomatal ochilish va yopilishni tartibga solishi va shu bilan fotosintetik samaradorlikni oshirishi bilan bog'liq bo'lishi mumkin, bu avvalgi tadqiqotlar bilan tasdiqlangan. Masalan, Bencarti va boshqalar tuz stressi ostida TU Atriplex portulacoides L.39 da stomatal o'tkazuvchanlikni, CO2 assimilyatsiya tezligini va PSII fotokimyosining maksimal kvant samaradorligini sezilarli darajada oshirganligini aniqladilar. Arg tuz stressiga duchor bo'lgan o'simliklarda stomatal ochilish va yopilishni tartibga solishi mumkinligini isbotlovchi to'g'ridan-to'g'ri ma'lumotlar bo'lmasa-da, Silveira va boshqalar Arg qurg'oqchilik sharoitida barglarda gaz almashinuvini rag'batlantirishi mumkinligini ta'kidladilar22.
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 o'xshash qarshilik ko'rsatishi mumkinligini ta'kidlaydi. TU va Arg qo'llanilishi bug'doy ko'chatlarining antioksidant ferment himoya tizimini faollashtirishi, ROS miqdorini kamaytirishi va membrana lipidlarining barqarorligini saqlab qolishi, shu bilan ko'chatlarda fotosintez va Na+/K+ muvozanatini saqlab qolishi mumkin. Biroq, ushbu tadqiqotda ham cheklovlar mavjud; TU va Arg ning sinergetik ta'siri tasdiqlangan va uning fiziologik mexanizmi ma'lum darajada tushuntirilgan bo'lsa-da, murakkabroq molekulyar mexanizm noaniqligicha qolmoqda. Shuning uchun, transkriptomik, metabolomik va boshqa usullar yordamida TU va Arg ning sinergetik mexanizmini yanada o'rganish zarur.
Joriy tadqiqot davomida foydalanilgan va/yoki tahlil qilingan ma'lumotlar to'plamlari tegishli muallifdan oqilona so'rov bo'yicha olinishi mumkin.
Nashr vaqti: 2025-yil 19-may