Ösümlikleriň ösüş düzgünleşdirijileri dürli ekinlerde ýylylyk stresini azaltmak üçin strategiýa hökmünde ulanyldy

Kolumbiýada howanyň üýtgemegi we dürli-dürlilik sebäpli tüwi önümçiligi azalýar.Ösümlikleriň ösüş düzgünleşdirijileridürli ekinlerde ýylylyk stresini azaltmak üçin strategiýa hökmünde ulanyldy. Şonuň üçin bu gözlegiň maksady fiziologiki täsirleri (stomatal geçirijilik, stomatal geçirijilik, umumy hlorofil mukdary, birleşdirilen ýylylyk stresine (ýokary gündiz we gije temperaturasy) sezewar edilen iki täjirçilik tüwi genotipiniň Fv/Fm gatnaşygyny) we biohimiki üýtgeýjileri (malondialdegid (MDA) we prolin turşusynyň mukdaryny) bahalandyrmakdy. Birinji we ikinji tejribeler degişlilikde iki tüwi genotipiniň ösümliklerini, ýagny Federrose 67 (“F67”) we Federrose 2000 (“F2000”) ulanylyp geçirildi. Iki tejribe hem bilelikde birnäçe tejribe hökmünde seljerildi. Bellenen bejeriş usullary aşakdaky ýalydy: mutlak gözegçilik (AC) (optimal temperaturada ösdürilen tüwi ösümlikleri (gündiz/gije temperaturasy 30/25°C)), ýylylyk stresini gözegçilik (SC) [diňe birleşdirilen ýylylyk stresine sezewar edilen tüwi ösümlikleri (40/25°C). 30°C)], we şaly ösümlikleri stresden geçirildi we iki gezek (yssylyk stresinden 5 gün öň we 5 gün soň) ösümlik ösüş düzgünleşdirijileri (stress+AUX, stress+BR, stress+CK ýa-da stress+GA) bilen püskürildi. SA bilen püskürmek, SC ösümlikleri bilen deňeşdirilende (“F67” we “F2000” şaly ösümlikleriniň täze agramy degişlilikde 3,25 we 3,65 mg/g boldy) iki görnüşiň umumy hlorofil mukdaryny artdyrdy (“F67” ösümlikleriniň täze agramy 2,36 we 2,56 mg boldy). g-1)” we “F2000” şaly, CK-nyň ýapraklara ulanylmagy hem, umuman, yssylyk stresini gözegçilik etmek bilen deňeşdirilende, şaly “F2000” ösümlikleriniň stomatal geçirijiligini gowulandyrdy (499,25 garşy 150,60 mmol m-2 s). Yssylyk stresi, ösümlik täjiniň temperaturasy 2–3 °C pese gaçýar we ösümliklerdäki MDA mukdary azalýar. Otnositel çydamlylyk indeksi CK (97.69%) we BR (60.73%) ýapraklara ulanylmagynyň, esasan, F2000 şaly ösümliklerinde birleşdirilen ýylylyk stresiniň meselesini ýeňilleşdirmäge kömek edip biljekdigini görkezýär. Netijede, BR ýa-da CK ýapraklara çilemek, birleşdirilen ýylylyk stresiniň şaly ösümlikleriniň fiziologiki häsiýetine ýaramaz täsirini azaltmaga kömek edýän agrotehniki strategiýa hökmünde garalyp bilner.
Güri (Oryza sativa) Poaceae maşgalasyna degişlidir we dünýäde mekgejöwen we bugdaý bilen birlikde iň köp ösdürilip ýetişdirilýän däneli ekinleriň biridir (Bajaj we Mohanty, 2005). Güri ekilýän meýdan 617,934 gektar, milli önümçilik bolsa 2020-nji ýylda 2,937,840 tonna, ortaça hasyllylyk bolsa 5,02 tonna/ga boldy (Federarroz (Federación Nacional de Arroceros), 2021).
Ählumumy ýylylyk şaly ekinlerine täsir edýär we ýokary temperatura we gurakçylyk döwürleri ýaly dürli abiotik streslere getirýär. Howanyň üýtgemegi global temperaturanyň ýokarlanmagyna sebäp bolýar; 21-nji asyrda temperaturanyň 1,0–3,7°C ýokarlanmagyna garaşylýar, bu bolsa ýylylyk stresiniň ýygylygyny we güýjüni artdyryp biler. Daşky gurşawyň temperaturasynyň ýokarlanmagy şaly täsir edip, ekin hasylynyň 6–7% pese gaçmagyna sebäp boldy. Beýleki tarapdan, howanyň üýtgemegi ekinler üçin amatsyz daşky gurşaw şertlerine, mysal üçin, tropiki we subtropiki sebitlerde güýçli gurakçylyk döwürlerine ýa-da ýokary temperaturalara getirýär. Mundan başga-da, El-Ninýo ýaly üýtgeýän wakalar käbir tropiki sebitlerde ýylylyk stresine sebäp bolup we ekinlere zyýan ýetirip biler. Kolumbiýada şaly öndürýän sebitlerde temperaturanyň 2050-nji ýyla çenli 2–2,5°C ýokarlanmagyna garaşylýar, bu bolsa şaly önümçiligini azaldýar we bazarlara we üpjünçilik zynjyrlaryna önüm akymyna täsir edýär.
Şaly ekinleriniň köpüsi ekinleriň ösmegi üçin temperatura iň amatly derejä golaý bolan ýerlerde ösdürilip ýetişdirilýär (Şah we beýlekiler, 2011). Gündiz we gije üçin iň amatly ortaça temperaturalaryň bardygy habar berildi.tüwi ösüşi we ösüşiadatça degişlilikde 28°C we 22°C bolýar (Kilasi we beýlekiler, 2018; Calderón-Páez we beýlekiler, 2021). Bu çäklerden ýokary temperatura şalynyň ösüşiniň duýgur tapgyrlarynda (süýjürmek, çişmek, güllemek we däne doldurmak) orta we agyr ýylylyk stresiniň döwürlerine sebäp bolup, däne hasylyna ýaramaz täsir edip biler. Hasylyň bu azalmagy, esasan, ösümlik fiziologiýasyna täsir edýän uzak wagtlap dowam edýän ýylylyk stresi bilen baglanyşyklydyr. Stressiň dowamlylygy we ýetilen iň ýokary temperatura ýaly dürli faktorlaryň özara täsiri sebäpli, ýylylyk stresi ösümlikleriň metabolizmine we ösüşine dürli gaýtaryp bolmajak zyýan ýetirip biler.
Yssylyk stresi ösümliklerde dürli fiziologiki we biohimiki proseslere täsir edýär. Ýaprak fotosintezi şaly ösümliklerinde ýylylyk stresine iň duçar bolýan prosesleriň biridir, sebäbi gündizki temperatura 35°C-den geçende fotosinteziň tizligi 50% azalýar. Şaly ösümlikleriniň fiziologiki reaksiýalary ýylylyk stresiniň görnüşine baglylykda üýtgeýär. Mysal üçin, ösümlikler gündizki ýokary temperatura (33–40°C) ýa-da gündizki we gijeki ýokary temperatura (gündizki 35–40°C, 28–30°C) sezewar edilende fotosintez tizligi we stomatal geçirijilik togtadylýar (C gije diýmekdir) (Lü we beýlekiler, 2013; Fahad we beýlekiler, 2016; Chaturvedi we beýlekiler, 2017). Gijeki ýokary temperatura (30°C) fotosinteziň ortaça togtadylmagyna sebäp bolýar, ýöne gijeki dem alyşyny köpeldýär (Fahad we beýlekiler, 2016; Alvarado-Sanabria we beýlekiler, 2017). Stress döwründen garamazdan, ýylylyk stresi ýaprak hlorofiliniň mukdaryna, hlorofil üýtgeýän fluoresensiýasynyň hlorofiliň maksimum fluoresensiýasyna (Fv/Fm) gatnaşygyna we şaly ösümliklerinde Rubiskonyň aktiwleşdirilmegine hem täsir edýär (Cao we beýlekiler, 2009; Yin we beýlekiler, 2010). ) Sanchez Reynoso we beýlekiler, 2014).
Biohimiki üýtgeşmeler ösümlikleriň ýylylyk stresine uýgunlaşmagynyň başga bir tarapydyr (Wahid we beýlekiler, 2007). Prolin mukdary ösümlik stresiniň biohimiki görkezijisi hökmünde ulanyldy (Ahmed we Hassan 2011). Prolin ösümlik metabolizminde möhüm rol oýnaýar, sebäbi ol uglerod ýa-da azot çeşmesi we ýokary temperatura şertlerinde membrana stabilizatory hökmünde hereket edýär (Sánchez-Reinoso we beýlekiler, 2014). Ýokary temperatura lipid peroksidleşmesi arkaly membrana durnuklylygyna hem täsir edýär, bu bolsa malondialdegidiň (MDA) emele gelmegine getirýär (Wahid we beýlekiler, 2007). Şonuň üçin MDA mukdary ýylylyk stresinde öýjük membranalarynyň gurluş bitewüligini düşünmek üçin hem ulanyldy (Cao we beýlekiler, 2009; Chavez-Arias we beýlekiler, 2018). Ahyrsoňy, birleşdirilen ýylylyk stresi [37/30°C (gündiz/gije)] tüwide elektrolit syzmagynyň göterimini we malondialdegidiň mukdaryny ýokarlandyrdy (Liu we beýlekiler, 2013).
Ösümlikleriň ösüş düzgünleşdirijileriniň (ÖG) ulanylmagy ýylylyk stresiniň ýaramaz täsirlerini azaltmak üçin bahalandyryldy, sebäbi bu maddalar ösümlikleriň şeýle streslere garşy reaksiýalaryna ýa-da fiziologiki gorag mehanizmlerine işjeň gatnaşýar (Peleg we Blumwald, 2011; Yin we beýlekiler, 2011; Ahmed we beýlekiler, 2015). Genetiki serişdeleriň ekzogen ulanylmagy dürli ekinlerde ýylylyk stresine çydamlylyga oňyn täsir etdi. Barlaglar gibberellinler (GA), sitokininler (CK), auksinler (AUX) ýa-da brassinosteroidler (BR) ýaly fitohormonlaryň dürli fiziologiki we biohimiki üýtgeýjileriň artmagyna getirýändigini görkezdi (Peleg we Blumwald, 2011; Yin we beýlekiler, Ren, 2011; Mitler we beýlekiler, 2012; Zhou we beýlekiler, 2014). Kolumbiýada genetiki serişdeleriň ekzogen ulanylmagy we onuň şaly ekinlerine täsiri doly düşünilip we öwrenilmedi. Şeýle-de bolsa, öňki bir gözlegde BR-iň ýapraklara sepilmeginiň tüwi nahallarynyň ýapraklarynda gaz alyş-çalyş häsiýetlerini, hlorofil ýa-da prolin mukdaryny gowulandyrmak arkaly tüwi çydamlylygyny ýokarlandyryp biljekdigi görkezildi (Quintero-Calderón we beýlekiler, 2021).
Sitokininler ösümlikleriň abiotik stresslere, şol sanda ýylylyk stressine garşy reaksiýalaryny üpjün edýär (Ha we beýlekiler, 2012). Mundan başga-da, CK-nyň ekzogen ulanylmagynyň ýylylyk zyýanyny azaldyp biljekdigi habar berildi. Mysal üçin, zeatiniň ekzogen ulanylmagy ýylylyk stressi wagtynda süýrenýän bentçimde (Agrotis estolonifera) fotosintez tizligini, hlorofill a we b mukdaryny we elektron daşamagyň netijeliligini ýokarlandyrdy (Xu we Huang, 2009; Jespersen we Huang, 2015). Zeatiniň ekzogen ulanylmagy antioksidant işjeňligini hem gowulandyryp, dürli beloklaryň sintezini güýçlendirip, ösümlik dokumalarynda reaktiv kislorod görnüşleriniň (ROS) zyýanyny we malondialdegid (MDA) önümçiligini azaldyp biler (Çernyadýew, 2009; Ýang we beýlekiler, 2009). , 2016; Kumar we beýlekiler, 2020).
Gibberell turşusynyň ulanylmagy hem ýylylyk stresine oňyn täsir etdi. Barlaglar GA biosinteziniň dürli metabolik ýollary dolandyrýandygyny we ýokary temperatura şertlerinde çydamlylygy ýokarlandyrýandygyny görkezdi (Alonso-Ramirez we beýlekiler, 2009; Khan we beýlekiler, 2020). Abdel-Nabi we beýlekiler (2020) ekzogen GA-nyň (25 ýa-da 50 mg*L) ýapraklara püskürdilmeginiň gözegçilik ösümliklerine garanyňda ýylylyk stresine sezewar bolan apelsin ösümliklerinde fotosintez tizligini we antioksidant işjeňligini ýokarlandyryp biljekdigini anykladylar. Şeýle hem, HA-nyň ekzogen ulanylmagynyň ýylylyk stresinde hurma palmasynda (Phoenix dactylifera) deňeşdirme çyglylygyň mukdaryny, hlorofil we karotinoid mukdaryny artdyrýandygy we lipid peroksidlenmegini azaldýandygy bellenildi (Khan we beýlekiler, 2020). Auksin şeýle hem ýokary temperatura şertlerine uýgunlaşmak ösüş jogaplaryny düzgünleşdirmekde möhüm rol oýnaýar (Sun we beýlekiler, 2012; Wang we beýlekiler, 2016). Bu ösüş düzgünleşdirijisi abiotik stress astynda prolin sintezi ýa-da dargamagy ýaly dürli proseslerde biohimiki alamat hökmünde hereket edýär (Ali we başg. 2007). Mundan başga-da, AUX antioksidant işjeňligini hem güýçlendirýär, bu bolsa lipid peroksidleşmesiniň peselmegi sebäpli ösümliklerde MDA-nyň azalmagyna getirýär (Bielach we başg., 2017). Sergeýew we başg. (2018) nohut ösümliklerinde (Pisum sativum) ýylylyk stressi astynda prolin - dimetilaminoetoksikarbonilmetil)naftilhlorometil efiriniň (TA-14) mukdarynyň artýandygyny bellediler. Şol bir tejribede, olar AUX bilen işlenmedik ösümliklere garanyňda, işlenilen ösümliklerde MDA-nyň has pes derejesini hem synladylar.
Brassinosteroidler ýylylyk stresiniň täsirini azaltmak üçin ulanylýan ösüş düzgünleşdirijileriniň ýene bir klasydyr. Ogweno we beýlekiler (2008) ekzogen BR spreýiniň pomidor (Solanum lycopersicum) ösümlikleriniň ýylylyk stresi astynda 8 günüň dowamynda fotosintez tizligini, stomatal geçirijiligini we Rubisco karboksilleşmesiniň iň ýokary tizligini ýokarlandyrandygyny habar berdiler. Epibrassinosteroidleriň ýapraklara püskürdilmegi ýylylyk stresi astynda hyýar (Cucumis sativus) ösümlikleriniň fotosintez tizligini ýokarlandyryp biler (Yu we beýlekiler, 2004). Mundan başga-da, BR-iň ekzogen ulanylmagy hlorofiliň dargamagyny gijikdirýär we ýylylyk stresi astynda ösümliklerde suwuň ulanylyş netijeliligini we PSII fotohimiýasynyň iň ýokary kwant hasylyny ýokarlandyrýar (Holá we beýlekiler, 2010; Toussagunpanit we beýlekiler, 2015).
Howanyň üýtgemegi we üýtgemegi sebäpli tüwi ekinleri gündelik ýokary temperatura döwürlerine duçar bolýarlar (Lesk we başg., 2016; Garses, 2020; Federarroz (Federación Nacional de Arroceros), 2021). Ösümlik fenotipinde fitonitrientleriň ýa-da biostimulantlaryň ulanylmagy tüwi ösdürip ýetişdirilýän ýerlerde ýylylyk stresini azaltmak strategiýasy hökmünde öwrenildi (Alvarado-Sanabria we başg., 2017; Calderón-Páez et al., 2021; Quintero-Calderón et al., 2021). Mundan başga-da, biohimiki we fiziologiki üýtgeýänleri (ýaprak temperaturasy, stomatal geçirijilik, hlorofil fluoresensiýa parametrleri, hlorofil we deňeşdirilen suw mukdary, malondialdegid we prolin sintezi) ulanmak ýerli we halkara derejede şaly ösümliklerini ýylylyk stresinde skrining etmek üçin ygtybarly gural bolup durýar (Sánchez -Reynoso we beýlekiler, 2014; Alvarado-Sanabria we beýlekiler, 2017; Şeýle-de bolsa, ýerli derejede şalyda ýaprak fitohormonal spreýlerini ulanmak boýunça barlaglar seýrek bolmagynda galýar. Şonuň üçin ösümlikleriň ösüş düzgünleşdirijileriniň ulanylmagynyň fiziologiki we biohimiki reaksiýalaryny öwrenmek, munuň üçin amaly agronomik strategiýalary teklip etmek üçin uly ähmiýete eýedir. Şalyda çylşyrymly ýylylyk stresi döwrüniň ýaramaz täsirlerini çözmek. Şonuň üçin bu barlagyň maksady dört ösümlik ösüş düzgünleşdirijisiniň (AUX, CK, GA we BR) ýaprakda ulanylmagynyň fiziologiki (stomatal geçirijilik, hlorofil fluoresensiýa parametrleri we deňeşdirilen suw mukdary) we biohimiki täsirlerini bahalandyrmakdy. (Fotosintetik pigmentler, malondialdegid we prolin mukdary) Iki üýtgeýän birleşdirilen ýylylyk stresine (ýokary gündizki/gijeki temperatura) sezewar bolan täjirçilik tüwi genotipleri.
Bu gözlegde iki sany garaşsyz tejribe geçirildi. Ilkinji gezek Federrose 67 (F67: soňky onýyllykda ýokary temperaturada ösen genotip) we Federrose 2000 (F2000: XX asyryň soňky onýyllygynda ösen we ak ýaprak wirusyna garşylyk görkezýän genotip) genotipleri ulanyldy. tohumlar. we ikinji tejribede degişlilikde. Iki genotip hem Kolumbiýaly daýhanlar tarapyndan giňden ösdürilip ýetişdirilýär. Tohumlar 2% organiki maddalary bolan çägeli toprakly 10 litrlik tabagalara (uzynlygy 39,6 sm, ini 28,8 sm, beýikligi 16,8 sm) ekildi. Her tabaga bäş sany öňünden çişen tohum ekildi. Paletler Kolumbiýa Milli Uniwersitetiniň Oba hojalyk Ylymlary Fakultetiniň deňiz derejesinden (asl) 2556 m beýiklikde ýerleşýän ýyladyşhanasyna ýerleşdirildi. m.) we 2019-njy ýylyň oktýabr aýyndan dekabr aýyna çenli geçirildi. Bir synag (Federroz 67) we ikinji synag (Federroz 2000) 2020-nji ýylyň şol möwsüminde geçirildi.
Her ekiş möwsüminde ýyladyşhanadaky daşky gurşaw şertleri aşakdaky ýaly: gündizki we gijeki temperatura 30/25°C, otnositel çyglylyk 60~80%, tebigy fotoperiodyň 12 sagat (fotosintetik taýdan işjeň şöhlelenme 1500 µmol (fotonlar) m-2 s-). Günortan 1). Ösümlikler tohum çykandan 20 gün soň (DAE) her elementiň mukdaryna görä dökünlendi, Sançes-Reinoso we beýlekiler (2019) görä: her ösümlik üçin 670 mg azot, her ösümlik üçin 110 mg fosfor, her ösümlik üçin 350 mg kaliý, her ösümlik üçin 68 mg kalsiý, her ösümlik üçin 20 mg magniý, her ösümlik üçin 20 mg kükürt, her ösümlik üçin 17 mg kremniý. Ösümlikler her ösümlik üçin 10 mg bor, her ösümlik üçin 17 mg mis we her ösümlik üçin 44 mg sink saklaýar. Şaly ösümlikleri bu döwürde fenologiki V5 tapgyryna ýetende her synagda 47 DAE çenli saklandy. Öňki barlaglar bu fenologiki tapgyryň tüwide ýylylyk stresini öwrenmek üçin amatly wagtdygyny görkezdi (Sánchez-Reinoso we beýlekiler, 2014; Alvarado-Sanabria we beýlekiler, 2017).
Her bir tejribede ýaprak ösüş düzgünleşdirijisiniň iki aýratyn ulanylyşy amala aşyryldy. Ösümlikleri daşky gurşawyň täsirine taýýarlamak üçin ýylylyk stresi bilen işlenişden 5 gün öň (42 DAE) ýaprak fitohormon spreýleriniň birinji toplumy ulanyldy. Soňra ösümlikler stres şertlerine sezewar edilenden 5 gün soň (52 DAE) ikinji ýaprak spreýi berildi. Dört fitohormon ulanyldy we bu gözlegde sepilen her bir işjeň maddanyň häsiýetleri Goşmaça 1-nji tablisada görkezilen. Ulanylan ýaprak ösüş düzgünleşdirijileriniň konsentrasiýalary aşakdaky ýalydy: (i) 5 × 10−5 M konsentrasiýasynda auksin (1-naftilaks kislotasy: NAA) (ii) 5 × 10–5 M gibberellin (gibberell kislotasy: NAA); GA3); (iii) Sitokinin (trans-zeatin) 1 × 10-5 M (iv) Brassinosteroidler [Spirostan-6-one, 3,5-dihidroksi-, (3b,5a,25R)] 5 × 10-5; M. Bu konsentrasiýalar oňyn täsirleri döredýändigi we ösümlikleriň ýylylyk stresine garşy durnuklylygyny artdyrýandygy üçin saýlanyldy (Zahir we beýlekiler, 2001; Wen we beýlekiler, 2010; El-Bassiony we beýlekiler, 2012; Salehifar we beýlekiler, 2017). Ösümlikleriň ösüşini düzgünleşdiriji spreýleri bolmadyk şaly ösümlikleri diňe distilled suw bilen işlenildi. Ähli şaly ösümlikleri el püskürdijisi bilen püskürildi. Ýapraklaryň ýokarky we aşaky ýüzlerini çyglylandyrmak üçin ösümlige 20 ml H2O çalyň. Ähli ýaprak püskürdijileri oba hojalyk kömekçi serişdesini (Agrotin, Bayer CropScience, Kolumbiýa) 0,1% (g/g) bilen ulandy. Gazan bilen püskürdijiniň arasyndaky aralyk 30 sm.
Her bir tejribede ilkinji ýaprak püskürtmesinden 5 gün soň (47 DAE) ýylylyk stresi bilen bejeriş işleri geçirildi. Şaly ösümlikleri ýylylyk stresini döretmek ýa-da şol bir daşky gurşaw şertlerini saklamak üçin (47 DAE) ýyladyşhanadan 294 L ösüş kamerasyna (MLR-351H, Sanyo, IL, ABŞ) geçirildi. Bilelikde ýylylyk stresi bilen bejeriş kamerany aşakdaky gündizki/gijeki temperaturalara goýmak arkaly amala aşyryldy: gündizki ýokary temperatura [5 sagatlap 40°C (11:00-dan 16:00-a çenli)] we gijeki döwür [5 sagatlap 30°C]. 8 gün yzly-yzyna (19:00-dan 24:00-a çenli). Stress temperaturasy we täsir wagty öňki barlaglara esaslanyp saýlanyldy (Sánchez-Reynoso we başg. 2014; Alvarado-Sanabría we başg. 2017). Beýleki tarapdan, ösüş kamerasyna geçirilen ösümlikleriň bir topary ýyladyşhanada yzygiderli 8 günläp şol bir temperaturada (gündizine 30°C / gijesine 25°C) saklandy.
Tejribäniň ahyrynda aşakdaky bejeriş toparlary alyndy: (i) ösüş temperatura şerti + distilled suwuň ulanylmagy [Absolýut gözegçilik (AC)], (ii) ýylylyk stres şerti + distilled suwuň ulanylmagy [Ýylylyk stres gözegçiligi (SC)], (iii) şertler ýylylyk stres şerti + auksin ulanylmagy (AUX), (iv) ýylylyk stres şerti + gibberellin ulanylmagy (GA), (v) ýylylyk stres şerti + sitokinin ulanylmagy (CK) we (vi) ýylylyk stres şerti + brassinosteroid (BR). Bu bejeriş toparlary iki genotip (F67 we F2000) üçin ulanyldy. Ähli bejerişler her biri bir ösümlikden ybarat bolan bäş gaýtalanma bilen doly randomizirlenen dizaýnda geçirildi. Her ösümlik synagyň ahyrynda kesgitlenen üýtgeýänleri okamak üçin ulanyldy. Synag 55 DAE dowam etdi.
Stomatal geçirijilik (gs) 0-dan 1000 mmol m-2 s-1 aralygynda, nusga kamerasynyň diafragmasy 6,35 mm bolan göçme porozometr (SC-1, METER Group Inc., ABŞ) arkaly ölçeldi. Ölçegler ösümligiň esasy şahasy doly giňelen ýetişen ýapraga stomametr zondyny berkitmek arkaly geçirilýär. Her bir bejergi üçin gs görkezijileri her ösümligiň üç ýapragynda sagat 11:00 bilen 16:00 aralygynda alnyp, ortaça hasaplandy.
RWC Ghoulam we beýlekiler (2002) tarapyndan beýan edilen usula laýyklykda kesgitlenildi. g kesgitlemek üçin ulanylan doly giňeldilen list RWC-ni ölçemek üçin hem ulanyldy. Täze agram (FW) hasyl ýygnalandan soň derrew sanly teraziniň kömegi bilen kesgitlenildi. Soňra ýapraklar suw bilen doldurylan plastik gapda ýerleşdirilip, otagyň temperaturasynda (22°C) 48 sagatlap garaňky ýerde goýuldy. Soňra sanly terazide ölçäň we giňeldilen agramy (TW) ýazyň. Şişen ýapraklar 75°C-de 48 sagatlap peçde guradyldy we olaryň gurak agramy (DW) ýazylyp alyndy.
Hlorofiliň deňeşdirilen mukdary hlorofil ölçeýji (atLeafmeter, FT Green LLC, ABŞ) arkaly kesgitlenildi we atLeaf birliklerinde görkezildi (Dey we beýlekiler, 2016). PSII-niň iň ýokary kwant netijelilik görkezijileri (Fv/Fm gatnaşygy) üznüksiz gyjyndyryjy hlorofil fluorimetri (Handy PEA, Hansatech Instruments, Beýik Britaniýa) arkaly ýazylyp alyndy. Fv/Fm ölçeýjilerinden öň ýapraklar ýaprak gysgyçlary arkaly 20 minutlap garaňkylyga uýgunlaşdyryldy (Restrepo-Diaz we Garces-Varon, 2013). Ýapraklar garaňkylyga uýgunlaşdyrylandan soň, başlangyç çyzyk (F0) we iň ýokary fluoresensiýa (Fm) ölçeldi. Bu maglumatlardan üýtgeýän fluoresensiýa (Fv = Fm – F0), üýtgeýän fluoresensiýanyň maksimum fluoresensiýa gatnaşygy (Fv/Fm), PSII fotohimiýasynyň maksimum kwantum girdejiligi (Fv/F0) we Fm/F0 gatnaşygy hasaplanyldy (Baker, 2008; Lee we beýlekiler, 2017). Gs ölçegleri üçin ulanylan şol bir ýapraklarda otnositel hlorofil we hlorofil fluoresensiýa görkezijileri alyndy.
Biohimiki üýtgeýjiler hökmünde takmynan 800 mg ýaprak täze agramy ýygnaldy. Soňra ýaprak nusgalary suwuk azotda gomogenleşdirildi we mundan beýläk seljermek üçin saklandy. Dokumalaryň hlorofili a, b we karotenoid mukdaryny kesgitlemek üçin ulanylýan spektrometrik usul Wellburn (1994) tarapyndan beýan edilen usula we deňlemelere esaslanýar. Ýaprak dokumalarynyň nusgalary (30 mg) ýygnaldy we 3 ml 80% asetonda gomogenleşdirildi. Soňra nusgalar bölejikleri aýyrmak üçin 10 minutlap 5000 aýlaw/minut tizlikde santrifuga edildi (model 420101, Becton Dickinson Primary Care Diagnostics, ABŞ). Üstki gatlak 80% aseton goşup, 6 ml gutarnykly göwrümde suwuklandyryldy (Sims we Gamon, 2002). Hlorofiliň mukdary 663 (hlorofill a) we 646 (hlorofill b) nm-de, karotenoidler bolsa 470 nm-de spektrofotometr (Spectronic BioMate 3 UV-vis, Thermo, ABŞ) arkaly kesgitlenildi.
Hodges we beýlekiler (1999) tarapyndan beýan edilen tiobarbitur turşusy (TBA) usuly membrana lipid peroksidasiýasyny (MDA) bahalandyrmak üçin ulanyldy. Takmynan 0,3 g ýaprak dokumasy hem suwuk azotda gomogenleşdirildi. Nusgalar 5000 aý/min tizlikde santrifuga edildi we siňdiriş spektrofotometrde 440, 532 we 600 nm-de ölçeldi. Ahyrsoňy, MDA konsentrasiýasy söndürme koeffisiýenti (157 M mL−1) ulanylyp hasaplanyldy.
Ähli bejeriş usullarynyň prolin mukdary Bates we beýlekiler (1973) tarapyndan beýan edilen usul arkaly kesgitlenildi. Saklanan nusga 10 ml 3% suwly sulfosalisil turşusyny goşuň we Whatman filtr kagyzyndan (№ 2) süzüň. Soňra bu filtratyň 2 ml-i 2 ml ninhidrik turşusy we 2 ml buz sirkesi turşusy bilen reaksiýa geçirildi. Garyndy 90°C-da 1 sagatlap suw hammamyna goýuldy. Buzda inkubasiýa edip, reaksiýany duruzyň. Tüpi vorteks silkdiriji bilen güýçli silkiň we netijede dörän ergini 4 ml toluolda eretiň. Absorbsiýa görkezijileri 520 nm-de fotosintetik pigmentleriň mukdaryny kesgitlemek üçin ulanylýan şol bir spektrofotometr (Spectronic BioMate 3 UV-Vis, Thermo, Madison, WI, ABŞ) arkaly kesgitlenildi.
Gerhards we beýlekiler (2016) tarapyndan örtük temperaturasyny we CSI-ni hasaplamak üçin beýan edilen usul. Termal suratlar stress döwrüniň ahyrynda ±2°C takyklykda FLIR 2 kamerasy (FLIR Systems Inc., Boston, MA, ABŞ) bilen düşürildi. Surat üçin ösümligiň arkasynda ak ýüz goýuň. Ýene-de, iki zawod salgylanma model hökmünde kabul edildi. Ösümlikler ak ýüzde ýerleşdirildi; biri ähli stomatalaryň açylmagyny simulýasiýa etmek üçin oba hojalyk kömekçisi (Agrotin, Bayer CropScience, Bogotá, Kolumbiýa) bilen örtüldi [çygly režim (Twet)], beýlekisi bolsa hiç hili ulanylmadyk ýaprakdy [Gurak režim (Tdry)] (Castro -Duque we beýlekiler, 2020). Surata düşürilende kamera bilen küýzäniň arasyndaky aralyk 1 m boldy.
Bu gözlegde baha berlen bejerilen genotipleriň çydamlylygyny kesgitlemek üçin deňeşdirme çydamlylyk indeksi gözegçilik ösümlikleri (stomatal geçirijilik) bilen deňeşdirilende bejerilen ösümlikleriň stomatal geçirijiligini (gs) ulanyp, gytaklaýyn hasaplandy (stress bejergisi bolmadyk we ösüş düzgünleşdirijileri ulanylan ösümlikler). RTI Çawez-Arias we beýlekilerden (2020) alnan deňleme arkaly alyndy.
Her bir tejribede ýokarda agzalan ähli fiziologiki üýtgeýjiler ýokarky örtükden ýygnalan doly giňeldilen ýapraklar arkaly 55 DAE-de kesgitlenildi we ýazylyp alyndy. Mundan başga-da, ösümlikleriň ösýän daşky gurşaw şertleriniň üýtgemeginiň öňüni almak üçin ösüş kamerasynda ölçegler geçirildi.
Birinji we ikinji tejribelerden alnan maglumatlar tejribeler toplumy hökmünde bilelikde seljerildi. Her tejribe topary 5 ösümlikden ybaratdy we her ösümlik tejribe birligini emele getirdi. Dispersiýa analizi (ANOVA) geçirildi (P ≤ 0.05). Esasy tapawutlar ýüze çykarylanda, Tukeýiň post hoc deňeşdirme synagy P ≤ 0.05-de ulanyldy. Göterim gymmatlyklaryny öwürmek üçin arksin funksiýasyny ulanyň. Maglumatlar Statistix v 9.0 programma üpjünçiligi (Analytical Software, Tallahassee, FL, ABŞ) arkaly seljerildi we SigmaPlot (10.0 wersiýasy; Systat Software, San Hose, CA, ABŞ) arkaly çyzyldy. Esasy komponent analizi öwrenilýän iň gowy ösümlik ösüş düzgünleşdirijilerini kesgitlemek üçin InfoStat 2016 programma üpjünçiligi (Analyt Software, Kordoba Milli Uniwersiteti, Argentina) arkaly geçirildi.
1-nji tablisada tejribeleri, dürli bejeriş usullaryny we olaryň ýaprak fotosintetik pigmentleri (hlorofil a, b, umumy we karotinoidler), malondialdegid (MDA) we prolin mukdary, şeýle hem stomatal geçirijilik bilen özara täsirini görkezýän ANOVA jemlenendir. gs-iň täsiri, deňeşdirilen suw mukdary (RWC), hlorofil mukdary, hlorofil alfa fluoresensiýa parametrleri, täç temperaturasy (PCT) (°C), ekin stres indeksi (CSI) we 55 DAE-de şaly ösümlikleriniň deňeşdirilen çydamlylyk indeksi.
1-nji tablisa. Eksperimentler (genotipler) we ýylylyk stresini bejermek usullary arasyndaky tüwi fiziologiki we biohimiki üýtgeýjileri boýunça ANOVA maglumatlarynyň gysgaça mazmuny.
Ýaprak fotosintez pigment özara täsirlerinde, deňeşdirilen hlorofil mukdarynda (Atleaf görkezijileri) we alfa-hlorofil fluoresensiýa parametrlerinde synaglar we bejerişler arasyndaky tapawutlar (P≤0.01) 2-nji tablisada görkezilen. Gündizki we gijeki ýokary temperatura umumy hlorofil we karotenoid mukdaryny ýokarlandyrdy. Optimal temperatura şertlerinde ösdürilip ýetişdirilen ösümlikler bilen deňeşdirilende (2.67 mg g -1)), fitohormonlaryň ýapraklara sepilmegi bolmadyk şaly nahallary umumy hlorofil mukdarynyň has pesdigini görkezdi. Iki synagda hem “F67” 2.80 mg g-1, “F2000” bolsa 2.80 mg g-1 boldy. Mundan başga-da, ýylylyk stresi astynda AUX we GA sepgitleriniň utgaşmasy bilen bejerilen şaly nahallary hem iki genotipde hlorofil mukdarynyň peselendigini görkezdi (AUX = 1.96 mg g-1 we GA = 1.45 mg g-1 “F67” üçin; AUX = 1.96 mg g-1 we GA = 1.45 mg g-1 “F67” üçin; AUX = 2.24 mg) g-1 we GA = 1.43 mg g-1 (“F2000” üçin). Ýylylyk stresi şertlerinde BR bilen ýaprak bejergisi iki genotipde hem bu üýtgeýjiniň birneme ýokarlanmagyna getirdi. Ahyrsoňy, CK ýaprak spreyi F67 (3.24 mg g-1) we F2000 (3.65 mg g-1) genotiplerinde ähli bejergileriň (AUX, GA, BR, SC we AC bejergileri) arasynda iň ýokary fotosintez pigment gymmatlyklaryny görkezdi. Hlorofiliň deňeşdirme mukdary (Atleaf birligi) hem birleşdirilen ýylylyk stresi bilen azaldy. Iň ýokary gymmatlyklar iki genotipde hem CC bilen püskürilen ösümliklerde hasaba alyndy (“F67” üçin 41.66 we “F2000” üçin 49.30). Fv we Fv/Fm gatnaşyklary bejeriş usullary bilen görnüşleriň arasynda möhüm tapawutlary görkezdi (2-nji tablisa). Umuman alanyňda, bu üýtgeýänleriň arasynda F67 görnüşi F2000 görnüşine garanyňda ýylylyk stresine has az duçar boldy. Fv we Fv/Fm gatnaşyklary ikinji synagda has köp zyýan çekdi. Hiç hili fitohormonlar bilen püskürilmedik streslenen 'F2000' nahallarynda iň pes Fv gymmatlyklary (2120.15) we Fv/Fm gatnaşyklary (0.59) bardy, ýöne CK bilen ýapraklara püskürtmek bu gymmatlyklary dikeltmäge kömek etdi (Fv: 2591, 89, Fv/Fm gatnaşygy: 0.73). , optimal temperatura şertlerinde ösdürilip ýetişdirilen “F2000” ösümliklerinde ýazylanlara meňzeş görkezijileri alýar (Fv: 2955.35, Fv/Fm gatnaşygy: 0.73:0.72). Başlangyç fluoresensiýada (F0), maksimum fluoresensiýada (Fm), PSII-niň maksimum fotohimiki kwant önümçiliginde (Fv/F0) we Fm/F0 gatnaşygynda düýpli tapawutlar ýokdy. Ahyrsoňy, BR CK bilen syn edilen ýaly meňzeş meýil görkezdi (Fv 2545.06, Fv/Fm gatnaşygy 0.73).
2-nji tablisa. Birleşdirilen ýylylyk stressiniň (40°/30°C gündiz/gije) ýaprak fotosintez pigmentlerine täsiri [umumy hlorofil (Chl Jemi), hlorofil a (Chl a), hlorofil b (Chl b) we karotinoidler Cx+c] täsiri], deňeşdirilen hlorofil mukdary (Atliff birligi), hlorofil fluoresensiýa parametrleri (ilkinji fluoresensiýa (F0), maksimum fluoresensiýa (Fm), üýtgeýän fluoresensiýa (Fv), maksimum PSII netijeliligi (Fv/Fm), iki şaly genotipli ösümliklerde [Federrose 67 (F67) we Federrose 2000 (F2000)] PSII-niň fotohimiki maksimum kwant hasyly (Fv/F0) we Fm/F0 peýda bolandan 55 gün soň (DAE)).
Dürli usulda işlenen şaly ösümlikleriniň deňeşdirilen suw mukdary (SGM) tejribe we ýaprak bejerişleriniň arasyndaky özara täsirde tapawutlary (P ≤ 0,05) görkezdi (1A surat). SA bilen işlenende, iň pes gymmatlyklar iki genotip üçin hem hasaba alyndy (F67 üçin 74,01% we F2000 üçin 76,6%). Yssylyk stresi şertlerinde dürli fitohormonlar bilen işlenen iki genotipdäki şaly ösümlikleriniň SGM ep-esli ýokarlandy. Umuman, CK, GA, AUX ýa-da BR-iň ýapraklara ulanylmagy SGM-ni tejribe dowamynda optimal şertlerde ösdürilip ýetişdirilen ösümlikleriňki ýaly gymmatlyklara çenli ýokarlandyrdy. Absolýut gözegçilik we ýapraklara sepilen ösümlikler iki genotip üçin hem takmynan 83% gymmatlyklary hasaba aldy. Beýleki tarapdan, gs tejribe-bejeriş özara täsirinde hem ep-esli tapawutlary (P ≤ 0,01) görkezdi (1B surat). Absolýut gözegçilik (AB) ösümligi her genotip üçin iň ýokary gymmatlyklary hem hasaba aldy (F67 üçin 440.65 mmol m-2s-1 we F2000 üçin 511.02 mmol m-2s-1). Diňe birleşdirilen ýylylyk stresine sezewar bolan şaly ösümlikleri iki genotip üçin hem iň pes gs gymmatlyklaryny görkezdi (F67 üçin 150.60 mmol m-2s-1 we F2000 üçin 171.32 mmol m-2s-1). Ähli ösümlik ösüş düzgünleşdirijileri bilen ýaprak bejergisi hem g-ni ýokarlandyrdy. CC bilen sepilen F2000 şaly ösümliklerinde, ýapraklara fitohormonlar bilen sepmegiň täsiri has aýdyň boldy. Bu ösümlikler topary absolýut gözegçilik ösümlikleri bilen deňeşdirilende hiç hili tapawut görkezmedi (AB511.02 we AB499.25 mmol m-2s-1).
Surat 1. Bilelikdäki ýylylyk stresiniň (40°/30°C gündiz/gije) deňeşdirilen suw mukdaryna (RWC) (A), stomatal geçirijilige (gs) (B), malondialdegid (MDA) önümçiligine (C) we prolin mukdaryna täsiri. (D) iki sany şaly genotipiniň (F67 we F2000) ösümliklerinde çykandan 55 gün soň (DAE). Her bir genotip üçin bahalandyrylan bejergiler aşakdakylary öz içine aldy: absolýut gözegçilik (AC), ýylylyk stresiniň gözegçiligi (SC), ýylylyk stresi + auksin (AUX), ýylylyk stresi + gibberellin (GA), ýylylyk stresi + öýjük mitogeni (CK) we ýylylyk stresi + brassinosteroid. (BR). Her bir sütun bäş maglumat nokadynyň ortaça ± standart ýalňyşlygyny görkezýär (n = 5). Dürli harplar bilen yzyndan gelýän sütunlar Tukeý synagyna görä statistik taýdan ähmiýetli tapawutlary görkezýär (P ≤ 0.05). Deň alamatly harplar ortaçanyň statistik taýdan ähmiýetli däldigini görkezýär (≤ 0.05).
MDA (P ≤ 0.01) we prolin (P ≤ 0.01) mazmunlary hem synag we fitohormon bejergileriniň arasyndaky özara täsirde möhüm tapawutlary görkezdi (1C, D surat). Iki genotipde hem SC bejergisi bilen lipid peroksidleşmesiniň ýokarlanmagy syn edildi (1C surat), ýöne ýaprak ösüşini düzgünleşdiriji spreý bilen bejerilen ösümlikler iki genotipde hem lipid peroksidleşmesiniň peselendigini görkezdi; Umuman, fitohormonlaryň (CA, AUC, BR ýa-da GA) ulanylmagy lipid peroksidleşmesiniň peselmegine getirýär (MDA mukdary). Iki genotipli AC ösümlikleri bilen ýylylyk stresi astynda we fitohormonlar bilen püskürilen ösümlikleriň arasynda hiç hili tapawut tapylmady (“F67” ösümliklerinde synlanan FW gymmatlyklary 4.38–6.77 µmol g-1 aralygynda, FW “F2000” ösümliklerinde bolsa “synlanan gymmatlyklar 2.84-den 9.18 µmol g-1-e çenli (ösümlikler). Beýleki tarapdan, “F67” ösümliklerinde prolin sintezi birleşdirilen stres astynda “F2000” ösümliklerine garanyňda pes boldy, bu bolsa prolin önümçiliginiň artmagyna getirdi. Yssylyk stresi astyndaky şaly ösümliklerinde iki synagda hem bu gormonlaryň ulanylmagynyň F2000 ösümlikleriniň aminokislotalarynyň mukdaryny ep-esli ýokarlandyrandygy (AUX we BR degişlilikde 30.44 we 18.34 µmol g-1 boldy) syn edildi (1G surat).
Ösümlik örtüginiň ösüş düzgünleşdirijisiniň püskürtmesiniň we birleşdirilen ýylylyk stresiniň ösümlik örtüginiň temperaturasyna we deňeşdirilen çydamlylyk indeksine (RTI) täsiri 2A we B suratlarynda görkezilen. Iki genotip üçin hem AC ösümlikleriniň örtüginiň temperaturasy 27°C-a golaý, SC ösümlikleriniňki bolsa 28°C töweregi boldy. BILEN. Şeýle hem, CK we BR bilen ýaprak bejergileriniň SC ösümliklerine garanda örtüginiň temperaturasynyň 2-3°C pese gaçmagyna getirýändigi bellenildi (2A surat). RTI beýleki fiziologiki üýtgeýjilere meňzeş häsiýet görkezdi we tejribe bilen bejerginiň arasyndaky özara täsirde möhüm tapawutlary (P ≤ 0.01) görkezdi (2B surat). SC ösümlikleri iki genotipde hem pes ösümlik çydamlylygyny görkezdi (degişlilikde "F67" we "F2000" şaly ösümlikleri üçin 34.18% we 33.52%). Fitohormonlaryň ýaprak iýmitlendirilmegi ýokary temperatura stresine sezewar bolan ösümliklerde RTI-ni gowulandyrýar. Bu täsir CC bilen püskürtilen "F2000" ösümliklerinde has aýdyň boldy, onda RTI 97.69 boldy. Beýleki tarapdan, diňe ýaprak faktorynyň püskürme stresi şertlerinde şaly ösümlikleriniň hasyllylyk stresi indeksinde (CSI) düýpli tapawutlar syn edildi (P ≤ 0.01) (2B surat). Diňe çylşyrymly ýylylyk stresine sezewar bolan şaly ösümlikleri iň ýokary stres indeksiniň gymmatyny (0.816) görkezdi. Şaly ösümliklerine dürli fitohormonlar püskürilende, stres indeksi pes boldy (0.6-dan 0.67-ä çenli gymmatlyklar). Ahyrsoňy, optimal şertlerde ösdürilip ýetişdirilen şaly ösümliginiň gymmaty 0.138 boldy.
Surat 2. Iki ösümlik görnüşiniň örtük temperaturasyna (A), otnositel çydamlylyk indeksine (RTI) (B) we ekin stress indeksine (CSI) (C) bilelikdäki ýylylyk stresiniň täsiri. Söwda tüwi genotipleri (F67 we F2000) dürli ýylylyk işlemelerine sezewar edildi. Her genotip üçin bahalandyrylan işlemelere aşakdakylar girdi: absolýut gözegçilik (AC), ýylylyk stresiniň gözegçiligi (SC), ýylylyk stresi + auksin (AUX), ýylylyk stresi + gibberellin (GA), ýylylyk stresi + öýjük mitogeni (CK) we ýylylyk stresi + brassinosteroid. (BR). Bilelikdäki ýylylyk stresi tüwi ösümliklerini ýokary gündiz/gije temperaturasyna (40°/30°C gündiz/gije) sezewar etmegi öz içine alýar. Her sütun bäş maglumat nokadynyň ortaça ± standart ýalňyşlygyny görkezýär (n = 5). Dürli harplar bilen yzyndan gelýän sütunlar Tukeý synagyna görä statistik taýdan ähmiýetli tapawutlary görkezýär (P ≤ 0.05). Deň alamatly harplar ortaçanyň statistik taýdan ähmiýetli däldigini görkezýär (≤ 0.05).
Esasy komponentleriň seljermesi (PCA) 55 DAE-de baha berlen üýtgeýänleriň ösüş düzgünleşdiriji spreý bilen işlenen ýylylyk stresine sezewar bolan tüwi ösümlikleriniň fiziologiki we biohimiki jogaplarynyň 66,1% -ni düşündirýändigini görkezdi (3-nji surat). Wektorlar üýtgeýänleri, nokatlar bolsa ösümlik ösüş düzgünleşdirijilerini (GR) görkezýär. gs, hlorofil mukdary, PSII-niň iň ýokary kwant netijeliligi (Fv/Fm) we biohimiki parametrler (TChl, MDA we prolin) wektorlary başlangyç nokadyna ýakyn burçlarda ýerleşýär, bu bolsa ösümlikleriň fiziologiki häsiýeti bilen olaryň arasyndaky ýokary arabaglanyşygy görkezýär. üýtgeýän. Bir topara (V) optimal temperaturada (AT) ösdürilip ýetişdirilen tüwi nahallary we CK we BA bilen işlenen F2000 ösümlikleri girýärdi. Şol bir wagtyň özünde, GR bilen işlenen ösümlikleriň köpüsi aýratyn topar (IV) döretdi we F2000-de GA bilen işlenen aýratyn topar (II) döretdi. Tersine, fitohormonlaryň ýapraklara sepilmegi bolmadyk (iki genotip hem SC) ýylylyk stresine sezewar bolan şaly nahallary (I we III toparlar) V topara garşy zolakda ýerleşýärdi, bu bolsa ýylylyk stresiniň ösümlik fiziologiýasyna täsirini görkezýär.
3-nji surat. Iki şaly genotipiniň (F67 we F2000) ösümliklerine çykandan 55 gün soň (DAE) birleşdirilen ýylylyk stresiniň (40°/30°C gündiz/gije) täsiriniň biografik seljermesi. Gysgaltmalar: AC F67, absolýut gözegçilik F67; SC F67, ýylylyk stresiniň gözegçiligi F67; AUX F67, ýylylyk stresi + auksin F67; GA F67, ýylylyk stresi + gibberellin F67; CK F67, ýylylyk stresi + öýjük bölünişi BR F67, ýylylyk stresi + brassinosteroid. F67; AC F2000, absolýut gözegçilik F2000; SC F2000, ýylylyk stresiniň gözegçiligi F2000; AUX F2000, ýylylyk stresi + auksin F2000; GA F2000, ýylylyk stresi + gibberellin F2000; CK F2000, gyzgynlyk stresi + sitokinin, BR F2000, gyzgynlyk stresi + bürünç steroid; F2000.
Hlorofil mukdary, stomatal geçirijilik, Fv/Fm gatnaşygy, CSI, MDA, RTI we prolin mukdary ýaly üýtgeýänler tüwi genotipleriniň uýgunlaşmagyny düşünmäge we ýylylyk stresinde agronomik strategiýalaryň täsirini bahalandyrmaga kömek edip biler (Sarsu we beýlekiler, 2018; Quintero-Calderon we beýlekiler, 2021). Bu synagyň maksady çylşyrymly ýylylyk stresi şertlerinde tüwi nahallarynyň fiziologiki we biohimiki parametrlerine dört ösüş düzgünleşdirijisiniň ulanylmagynyň täsirini bahalandyrmakdy. Nähili synag etmek, bar bolan infrastrukturanyň ululygyna ýa-da ýagdaýyna baglylykda tüwi ösümliklerini bir wagtda bahalandyrmak üçin ýönekeý we çalt usuldyr (Sarsu we beýlekiler, 2018). Bu gözlegiň netijeleri, birleşdirilen ýylylyk stresiniň iki tüwi genotipinde dürli fiziologiki we biohimiki reaksiýalary döredýändigini görkezdi, bu bolsa uýgunlaşma prosesini görkezýär. Bu netijeler şeýle hem ýaprak ösüş düzgünleşdiriji spreýleriniň (esasan sitokininler we brassinosteroidler) tüwileriň çylşyrymly ýylylyk stresine uýgunlaşmagyna kömek edýändigini görkezýär, sebäbi peýdasy esasan gs, RWC, Fv/Fm gatnaşygyna, fotosintetik pigmentlere we prolin mukdaryna täsir edýär.
Ösüş düzgünleşdirijileriniň ulanylmagy gyzgynlyk stresi astynda tüwi ösümlikleriniň suw ýagdaýyny gowulandyrmaga kömek edýär, bu bolsa ýokary stres we ösümlik örtüginiň pes temperaturasy bilen baglanyşykly bolup biler. Bu gözleg “F2000” (duýgur genotip) ösümlikleriniň arasynda, esasan CK ýa-da BR bilen bejerilen tüwi ösümlikleriniň SC bilen bejerilen ösümliklere garanda has ýokary gs gymmatlyklaryna we pes PCT gymmatlyklaryna eýedigini görkezdi. Öňki gözlegler hem gs we PCT-niň tüwi ösümlikleriniň adaptiw jogabyny we agronomik strategiýalaryň gyzgynlyk stresine täsirini kesgitläp bilýän takyk fiziologiki görkezijilerdigini görkezdi (Restrepo-Diaz we Garces-Varon, 2013; Sarsu we beýlekiler, 2018; Quintero). -Carr DeLong we beýlekiler, 2021). Ýaprak CK ýa-da BR stres astynda g-ni güýçlendirýär, sebäbi bu ösümlik gormonlary ABA (abiotik stres astynda tüwi ýapylmagynyň promouteri) ýaly beýleki signallaşdyryjy molekulalar bilen sintetiki özara täsirleşme arkaly stomatal açylyşy höweslendirip bilýär (Macková we beýlekiler, 2013; Zhou we beýlekiler, 2013). 2013). ). , 2014). Stomatal açylma ýapraklaryň sowadylmagyna ýardam edýär we örtügiň temperaturasyny peseltmäge kömek edýär (Sonjaroon we beýlekiler, 2018; Quintero-Calderón we beýlekiler, 2021). Şu sebäplere görä, CK ýa-da BR bilen sepilen şaly ösümlikleriniň örtügiň temperaturasy birleşdirilen ýylylyk stresiniň täsiri astynda has pes bolup biler.
Ýokary temperatura stresi ýapraklaryň fotosintez pigmentiniň mukdaryny azaldyp biler (Chen we beýlekiler, 2017; Ahammed we beýlekiler, 2018). Bu gözlegde, şaly ösümlikleri ýylylyk stresinde bolanda we hiç hili ösümlik ösüş düzgünleşdirijisi bilen sepilmedik mahaly, fotosintez pigmentleri iki genotipde hem azalmaga meýilli boldy (2-nji tablisa). Feng we beýlekiler (2013) hem ýylylyk stresine sezewar bolan iki bugdaý genotipiniň ýapraklarynda hlorofiliň mukdarynyň ep-esli azalandygyny habar berdiler. Ýokary temperatura täsir etmek köplenç hlorofiliň mukdarynyň azalmagyna getirýär, bu bolsa hlorofil biosinteziniň peselmegine, pigmentleriň dargamagyna ýa-da ýylylyk stresinde olaryň bilelikdäki täsirlerine bagly bolup biler (Fahad we beýlekiler, 2017). Şeýle-de bolsa, esasan CK we BA bilen bejerilen şaly ösümlikleri ýylylyk stresinde ýaprak fotosintez pigmentleriniň konsentrasiýasyny ýokarlandyrdy. Jespersen we Huang (2015) we Suchsagunpanit we beýlekiler hem şoňa meňzeş netijeleri habar berdiler. (2015), yssylyk stresine sezewar bolan bentgrass we şalyda degişlilikde zeatin we epibrassinosteroid gormonlarynyň ulanylmagyndan soň ýaprak hlorofiliniň mukdarynyň artandygyny synlady. CK we BR-iň birleşdirilen yssylyk stresinde ýaprak hlorofiliniň mukdarynyň artmagyna sebäp bolýanlygynyň esasly düşündirişi, CK-niň ekspresiýa promotorlarynyň (ýaşlanmagy işjeňleşdirýän promotor (SAG12) ýa-da HSP18 promotory ýaly) dowamly induksiýasynyň başlangyjyny güýçlendirip we ýapraklarda hlorofil ýitgisini azaldyp biljekdigidir. , ýapraklaryň garramagyny gijikdirip we ösümlikleriň yssylyga garşy durnuklylygyny ýokarlandyryp biler (Liu we beýlekiler, 2020). BR ýaprak hlorofilini gorap we stresli şertlerde hlorofil biosintezine gatnaşýan fermentleriň sintezini işjeňleşdirmek ýa-da induksiýa etmek arkaly ýaprak hlorofiliniň mukdaryny artdyryp biler (Sharma we beýlekiler, 2017; Siddiqui we beýlekiler, 2018). Ahyrsoňy, iki fitohormon (CK we BR) hem ýylylyk şok beloklarynyň ekspresiýasyny höweslendirýär we hlorofil biosinteziniň ýokarlanmagy ýaly dürli metabolik adaptasiýa proseslerini gowulandyrýar (Sharma we beýlekiler, 2017; Liu we beýlekiler, 2020).
Hlorofil fluoresensiýa parametrleri ösümlikleriň abiotik stres şertlerine çydamlylygyny ýa-da uýgunlaşmagyny bahalap bilýän çalt we zyýansyz usuly üpjün edýär (Chaerle we başg. 2007; Kalaji we başg. 2017). Fv/Fm gatnaşygy ýaly parametrler ösümlikleriň stres şertlerine uýgunlaşmagynyň görkezijileri hökmünde ulanyldy (Alvarado-Sanabria we başg. 2017; Chavez-Arias we başg. 2020). Bu gözlegde SC ösümlikleri bu üýtgeýjiniň iň pes gymmatlyklaryny, esasan hem "F2000" şaly ösümliklerini görkezdi. Yin we başg. (2010) şeýle hem iň ýokary sürtülýän şaly ýapraklarynyň Fv/Fm gatnaşygynyň 35°C-den ýokary temperaturada ep-esli azalandygyny anykladylar. Feng we başg. (2013) görä, ýylylyk stresi astynda pes Fv/Fm gatnaşygy PSII reaksiýa merkezi tarapyndan oýanma energiýasyny tutmak we öwürmek tizliginiň peselýändigini görkezýär, bu bolsa PSII reaksiýa merkeziniň ýylylyk stresi astynda dargaýandygyny görkezýär. Bu gözegçilik bize fotosintez apparatyndaky bozulmalaryň duýgur görnüşlerde (Fedearroz 2000) çydamly görnüşlere garanyňda has aýdyň görünýändigi barada netijä gelmäge mümkinçilik berýär (Fedearroz 67).
CK ýa-da BR-iň ulanylmagy, umuman, çylşyrymly ýylylyk stresi şertlerinde PSII-niň işini ýokarlandyrdy. Şeýle netijeleri Suchsagunpanit we beýlekiler (2015) aldylar, olar BR-iň ulanylmagynyň tüwide ýylylyk stresi şertlerinde PSII-niň netijeliligini ýokarlandyrýandygyny bellediler. Kumar we beýlekiler (2020) şeýle hem CK (6-benziladenin) bilen işlenen we ýylylyk stresine sezewar edilen nohut ösümlikleriniň Fv/Fm gatnaşygyny ýokarlandyrýandygyny anykladylar we zeaksantin pigment siklini işjeňleşdirmek arkaly CK-niň ýapraklara ulanylmagynyň PSII işjeňligini ýokarlandyrýandygy barada netijä geldiler. Mundan başga-da, BR ýaprak spreyi birleşdirilen stres şertlerinde PSII fotosintezine ýardam berdi, bu bolsa bu fitohormonyň ulanylmagynyň PSII antennalarynyň gyjyndyryjy energiýasynyň dargamagyna getirýändigini we hloroplastlarda kiçi ýylylyk şok beloklarynyň toplanmagyna ýardam berýändigini görkezýär (Ogweno we beýlekiler 2008; Kothari we Lachowitz). , 2021).
MDA we prolin mukdary, ösümlikler abiotik stres astynda bolanda, optimal şertlerde ösdürilip ýetişdirilen ösümliklere garanyňda, köplenç ýokarlanýar (Alvarado-Sanabria we başg. 2017). Öňki barlaglar hem MDA we prolin derejesiniň gündizki ýa-da gijeki ýokary temperatura şertlerinde şalyda uýgunlaşma prosesini ýa-da agrotehniki tejribäniň täsirini düşünmek üçin ulanylyp bilinýän biohimiki görkezijilerdigini görkezdi (Alvarado-Sanabria we başg., 2017; Quintero-Calderón we başg. , 2021). Bu barlaglar hem MDA we prolin mukdarynyň gijelerine ýa-da gündizine ýokary temperatura sezewar bolan şaly ösümliklerinde degişlilikde has ýokary bolýandygyny görkezdi. Şeýle-de bolsa, CK we BR-niň ýapraklara püskürdilmegi, esasan hem çydamly genotipde MDA-nyň peselmegine we prolin derejesiniň ýokarlanmagyna sebäp boldy (Federroz 67). CK püskürdilmegi sitokinin oksidazasynyň/degidrogenazasynyň artykmaç ekspresiýasyny höweslendirip, şeýlelik bilen betain we prolin ýaly gorag birleşmeleriniň mukdaryny ýokarlandyryp biler (Liu we başg., 2020). BR köp sanly ýaramaz daşky gurşaw şertlerinde öýjük osmotik deňagramlylygyny saklap, betain, şekerler we aminokislotalar (şol sanda erkin prolin) ýaly osmoprotektorlaryň induksiýasyna ýardam berýär (Kothari we Lachowiec, 2021).
Ekin stres indeksi (CSI) we otnositel çydamlylyk indeksi (RTI) bahalandyrylýan bejeriş usullarynyň dürli stresleri (abiotik we biotik) azaltmaga kömek edýändigini we ösümlik fiziologiýasyna oňyn täsir edýändigini kesgitlemek üçin ulanylýar (Castro-Duque we başg., 2020; Chavez-Arias we başg., 2020). CSI gymmatlyklary degişlilikde stres däl we stres şertlerini görkezýän 0-dan 1-e çenli bolup biler (Lee we başg., 2010). Yssylyk stresine sezewar bolan (SC) ösümlikleriň CSI gymmatlyklary 0,8-den 0,9-a çenli boldy (2B surat), bu bolsa şaly ösümlikleriniň bilelikdäki stresden negatiw täsirlenendigini görkezýär. Şeýle-de bolsa, BC (0,6) ýa-da CK (0,6) ýapraklara sepmek, esasan, SC şaly ösümliklerine garanyňda abiotik stres şertlerinde bu görkezijiniň peselmegine getirdi. F2000 ösümliklerinde, SA (33.52%) bilen deňeşdirilende, CA (97.69%) we BC (60.73%) ulanylanda RTI has ýokary ösüş görkezdi, bu ösümlikleriň ösüş düzgünleşdirijileriniň düýbiň düzümiň çydamlylygyna jogabyny gowulandyrmaga hem goşant goşýandygyny görkezýär. Aşa gyzgynlyk. Bu indeksler dürli görnüşlerde stres şertlerini dolandyrmak üçin teklip edildi. Li we beýlekiler (2010) tarapyndan geçirilen gözlegde orta derejeli suw stresi astynda iki pagta görnüşiniň CSI-niň takmynan 0.85 bolandygyny, gowy suwarylan görnüşleriň CSI gymmatlyklarynyň bolsa 0.4-den 0.6-a çenli bolandygyny görkezdi we bu indeksiň görnüşleriň suwa uýgunlaşmagynyň görkezijisidigini anyklady. Mundan başga-da, Çawez-Arias we beýlekiler (2020) sintetiki ekstraktorlaryň C. elegans ösümliklerinde toplumlaýyn stres dolandyryş strategiýasy hökmünde netijeliligini bahaladylar we bu birleşmeler bilen sepilen ösümlikleriň has ýokary RTI (65%) görkezendigini anykladylar. Ýokarda aýdylanlara esaslanyp, CK we BR-i tüwileriň çylşyrymly ýylylyk stresine çydamlylygyny ýokarlandyrmaga gönükdirilen agronomik strategiýalar hökmünde kabul edip bolýar, sebäbi bu ösümlikleriň ösüş düzgünleşdirijileri oňyn biohimiki we fiziologiki reaksiýalary döredýär.
Soňky birnäçe ýylda Kolumbiýada tüwi boýunça geçirilen barlaglar fiziologiki ýa-da biohimiki alamatlary ulanyp, ýokary gündizki ýa-da gijeki temperatura çydamly genotipleri bahalandyrmaga gönükdirildi (Sánchez-Reinoso we beýlekiler, 2014; Alvarado-Sanabria we beýlekiler, 2021). Şeýle-de bolsa, soňky birnäçe ýylda ýurtda ýylylyk stresiniň çylşyrymly döwürleriniň täsirini gowulandyrmak üçin toplumlaýyn ekin dolandyryşyny teklip etmek üçin amaly, ykdysady we girdejili tehnologiýalaryň seljermesi barha möhümleşýär (Calderón-Páez we beýlekiler, 2021; Quintero-Calderon we beýlekiler, 2021). Şeýlelik bilen, bu barlagda tüwi ösümlikleriniň çylşyrymly ýylylyk stresine (40°C gündiz / 30°C gije) fiziologiki we biohimiki reaksiýalary CK ýa-da BR bilen ýapraklara çilemegiň zyýanly täsirleri azaltmak üçin amatly ekin dolandyryş usuly bolup biljekdigini görkezýär. Ortaça ýylylyk stresiniň döwürleriniň täsiri. Bu bejerişler tüwi genotipleriniň ikisiniň hem çydamlylygyny ýokarlandyrdy (pes CSI we ýokary RTI), bu bolsa birleşdirilen ýylylyk stresinde ösümlikleriň fiziologiki we biohimiki reaksiýalarynda umumy meýli görkezýär. Şaly ösümlikleriniň esasy täsiri GC-niň, umumy hlorofiliň, α we β hlorofilleriniň we karotinoidleriň mukdarynyň azalmagy boldy. Mundan başga-da, ösümlikler PSII zeperlenmesinden (hlorofiliň fluoresensiýa parametrleriniň, meselem, Fv/Fm gatnaşygynyň azalmagy) we lipid peroksidleşmesiniň ýokarlanmagyndan ejir çekýärler. Beýleki tarapdan, şaly CK we BR bilen işlenilende, bu ýaramaz täsirler azaldyldy we prolin mukdary ýokarlandy (4-nji surat).
4-nji surat. Birleşdirilen ýylylyk stresiniň we ýaprak ösümlikleriniň ösüşini düzgünleşdiriji spreýiň şaly ösümliklerine täsiriniň konsepsiýa modeli. Gyzyl we gök oklary ýylylyk stresiniň we BR (brassinosteroid) we CK (sitokinin) ýapraklara ulanylmagynyň arasyndaky özara täsiriň degişlilikde fiziologiki we biohimiki reaksiýalara ýaramaz ýa-da oňyn täsirini görkezýär. gs: stomatal geçirijilik; Umumy Chl: umumy hlorofil mukdary; Chl α: hlorofil β mukdary; Cx+c: karotinoid mukdary;
Gysgaça aýdylanda, bu gözlegdäki fiziologiki we biohimiki jogaplar Fedearroz 2000 şaly ösümlikleriniň Fedearroz 67 şaly ösümliklerine garanda çylşyrymly ýylylyk stresine has duçar bolýandygyny görkezýär. Bu gözlegde baha berlen ähli ösüş regulýatorlary (auksinler, gibberellinler, sitokininler ýa-da brassinosteroidler) belli bir derejede birleşdirilen ýylylyk stresiniň azaldylmagyny görkezdi. Şeýle-de bolsa, sitokinin we brassinosteroidler ösümlikleriň has gowy uýgunlaşmagyna sebäp boldy, sebäbi iki ösümlik ösüş regulýatory hem hiç hili ulanylmazdan şaly ösümliklerine garanda hlorofil mukdaryny, alfa-hlorofil fluoresensiýa parametrlerini, gs we RWC-ni ýokarlandyrdy, şeýle hem MDA mukdaryny we örtük temperaturasyny peseltdi. Gysgaça aýdylanda, ösümlik ösüş regulýatorlarynyň (sitokininler we brassinosteroidler) ulanylmagynyň ýokary temperatura döwürlerinde şaly ekinlerinde güýçli ýylylyk stresinden dörän stres şertlerini dolandyrmakda peýdaly guraldygy barada netije çykardyk.
Barlagda görkezilen asyl materiallar makala bilen birlikde berilýär we goşmaça soraglary degişli awtora iberip bolýar.