Ургамлын өсөлтийн зохицуулагчийг янз бүрийн ургацын дулааны стрессийг бууруулах стратеги болгон ашиглаж ирсэн.

Колумбын уур амьсгалын өөрчлөлт болон хувьсах чанараас шалтгаалан будааны үйлдвэрлэл буурч байна.Ургамлын өсөлтийн зохицуулагчянз бүрийн ургацын дулааны стрессийг бууруулах стратеги болгон ашиглаж ирсэн. Тиймээс энэхүү судалгааны зорилго нь физиологийн нөлөөллийг (стоматын дамжуулалт, стоматын дамжуулалт, нийт хлорофиллын агууламж, хосолсон дулааны стресс (өдөр ба шөнийн өндөр температур), оройн температур болон харьцангуй усны агууламж) болон биохимийн хувьсагчдыг (малониальдегид (MDA) ба пролиний хүчлийн агууламж) үнэлэх явдал байв. Эхний болон хоёр дахь туршилтыг тус тус хоёр будааны генотип болох Federrose 67 (“F67”) болон Federrose 2000 (“F2000”) ургамлыг ашиглан хийсэн. Хоёр туршилтыг хоёуланг нь цуврал туршилт болгон хамтад нь шинжилсэн. Тогтсон эмчилгээ нь дараах байдалтай байв: үнэмлэхүй хяналт (AC) (хамгийн тохиромжтой температурт ургуулсан будааны ургамал (өдөр/шөнийн температур 30/25°C)), дулааны стрессийн хяналт (SC) [зөвхөн хосолсон дулааны стресст өртсөн будааны ургамал (40/25°C). 30°C)], будааны ургамлыг стресст оруулж, ургамлын өсөлтийн зохицуулагч (стресс+AUX, стресс+BR, стресс+CK эсвэл стресс+GA)-аар хоёр удаа (дулааны стрессээс 5 хоногийн өмнө болон 5 хоногийн дараа) шүршиж цацсан. SA-аар шүрших нь хоёр сортын нийт хлорофиллын агууламжийг нэмэгдүүлсэн (“F67″ ба “F2000″ будааны ургамлын шинэхэн жин тус тус 3.25 ба 3.65 мг/г байсан). SC ургамалтай (“F67″ ургамлын шинэхэн жин 2.36 ба 2.56 мг байсан). g-1)” болон “F2000″ будааны навчинд түрхэх нь дулааны стрессийн хяналттай харьцуулахад будааны “F2000″ ургамлын стоматаль дамжуулалтыг ерөнхийдөө сайжруулсан (499.25 vs. 150.60 ммоль м-2 с). Дулааны стрессийн үед ургамлын титэмний температур 2-3 °C-аар буурч, ургамал дахь MDA-ийн агууламж буурдаг. Харьцангуй хүлцлийн индексээс харахад CK (97.69%) болон BR (60.73%)-ийг навчаар цацах нь голчлон F2000 будааны ургамалд тохиолддог дулааны стрессийн асуудлыг арилгахад тусалдаг болохыг харуулж байна. Дүгнэж хэлэхэд, BR эсвэл CK-г навчаар цацах нь будааны ургамлын физиологийн зан төлөвт дулааны стрессийн сөрөг нөлөөллийг бууруулахад туслах агрономийн стратеги гэж үзэж болно.
Будаа (Oryza sativa) нь Poaceae овогт багтдаг бөгөөд эрдэнэ шиш, улаан буудайн хамт дэлхийд хамгийн их тариалдаг үр тарианы нэг юм (Bajaj and Mohanty, 2005). Будаа тариалах талбай нь 617,934 га бөгөөд 2020 онд улсын хэмжээнд 2,937,840 тонн ургац авсан бөгөөд дундаж ургац нь 5.02 тонн/га байв (Federarroz (Federación Nacional de Arroceros), 2021).
Дэлхийн дулаарал нь будааны ургацад нөлөөлж, өндөр температур, ган гачиг зэрэг янз бүрийн абиотик стресс үүсгэдэг. Уур амьсгалын өөрчлөлт нь дэлхийн температурыг өсгөхөд хүргэж байна; 21-р зуунд температур 1.0-3.7°C-аар өсөх төлөвтэй байгаа нь дулааны стрессийн давтамж, эрчмийг нэмэгдүүлэх боломжтой. Байгаль орчны температурын өсөлт нь будаанд нөлөөлж, ургацын ургац 6-7%-иар буурахад хүргэсэн. Нөгөөтэйгүүр, уур амьсгалын өөрчлөлт нь ургацын хувьд таагүй байгаль орчны нөхцөл байдалд хүргэдэг, тухайлбал халуун орны болон субтропикийн бүс нутагт хүчтэй ган гачиг эсвэл өндөр температурын үе. Үүнээс гадна, Эль-Ниньо зэрэг хувьсах үзэгдэл нь халуун орны зарим бүс нутагт дулааны стресс үүсгэж, ургацын эвдрэлийг улам хүндрүүлдэг. Колумбид будаа тариалдаг бүс нутагт температур 2050 он гэхэд 2-2.5°C-аар нэмэгдэх төлөвтэй байгаа нь будааны үйлдвэрлэлийг бууруулж, зах зээл болон нийлүүлэлтийн сүлжээнд гарах бүтээгдэхүүний урсгалд нөлөөлөх төлөвтэй байна.
Ихэнх будааны ургацыг ургацын өсөлтийн оновчтой хязгаарт ойрхон температуртай газарт тариалдаг (Шах нар, 2011). Өдөр ба шөнийн дундаж температур хамгийн тохиромжтой гэж мэдээлсэн.будааны өсөлт ба хөгжилерөнхийдөө тус тус 28°C ба 22°C байна (Kilasi et al., 2018; Calderón-Páez et al., 2021). Эдгээр босгоос дээш температур нь будааны хөгжлийн мэдрэмтгий үе шатуудад (хашаалах, ургац хураах, цэцэглэх, үрийн дүүргэлт) дунд болон хүнд хэлбэрийн дулааны стресс үүсгэж, улмаар үрийн ургацад сөргөөр нөлөөлдөг. Ургацын энэхүү бууралт нь голчлон ургамлын физиологид нөлөөлдөг удаан хугацааны дулааны стрессээс үүдэлтэй юм. Стрессийн үргэлжлэх хугацаа, хүрсэн хамгийн их температур зэрэг янз бүрийн хүчин зүйлсийн харилцан үйлчлэлээс шалтгаалан дулааны стресс нь ургамлын бодисын солилцоо, хөгжилд эргэлт буцалтгүй хохирол учруулж болзошгүй юм.
Дулааны стресс нь ургамлын янз бүрийн физиологийн болон биохимийн процессуудад нөлөөлдөг. Навчны фотосинтез нь будааны ургамалд дулааны стресст хамгийн өртөмтгий байдаг процессуудын нэг бөгөөд өдрийн температур 35°C-аас хэтрэхэд фотосинтезийн хурд 50%-иар буурдаг. Будааны ургамлын физиологийн хариу урвал нь дулааны стрессийн төрлөөс хамааран өөр өөр байдаг. Жишээлбэл, ургамал өдрийн өндөр температурт (33–40°C) эсвэл өдөр шөнийн өндөр температурт (өдөрт 35–40°C, 28–30°C) өртөхөд фотосинтезийн хурд болон омот дамжуулалт дарангуйлагддаг. C нь шөнө гэсэн үг) (Lü et al., 2013; Fahad et al., 2016; Chaturvedi et al., 2017). Шөнийн өндөр температур (30°C) нь фотосинтезийг дунд зэрэг дарангуйлдаг боловч шөнийн амьсгалыг нэмэгдүүлдэг (Fahad et al., 2016; Alvarado-Sanabria et al., 2017). Стрессийн үеэс үл хамааран дулааны стресс нь навчны хлорофиллын агууламж, хлорофиллын хувьсах флуоресценцийн хамгийн их хлорофиллын флуоресценцтэй харьцуулсан харьцаа (Fv/Fm), будааны ургамал дахь Рубискогийн идэвхжилд нөлөөлдөг (Cao et al. 2009; Yin et al. 2010). ) Санчез Рейносо et al., 2014).
Биохимийн өөрчлөлтүүд нь ургамлын дулааны стрессд дасан зохицох өөр нэг тал юм (Wahid et al., 2007). Пролины агууламжийг ургамлын стрессийн биохимийн индикатор болгон ашигласан (Ahmed and Hassan 2011). Пролин нь нүүрстөрөгч эсвэл азотын эх үүсвэр болж, өндөр температурын нөхцөлд мембраны тогтворжуулагч болж ажилладаг тул ургамлын бодисын солилцоонд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг (Sánchez-Reinoso et al., 2014). Өндөр температур нь липидийн хэт исэлдэлтийн замаар мембраны тогтвортой байдалд нөлөөлж, малониальдегид (MDA) үүсэхэд хүргэдэг (Wahid et al., 2007). Тиймээс MDA-ийн агууламжийг дулааны стрессийн үед эсийн мембраны бүтцийн бүрэн бүтэн байдлыг ойлгоход ашигласан (Cao et al., 2009; Chavez-Arias et al., 2018). Эцэст нь, хосолсон дулааны стресс [37/30°C (өдөр/шөнө)] нь будаанд электролитийн нэвчилтийн хувь болон малониальдегидийн агууламжийг нэмэгдүүлсэн (Liu et al., 2013).
Ургамлын өсөлтийн зохицуулагч (GRs)-ийг дулааны стрессийн сөрөг нөлөөллийг бууруулах зорилгоор үнэлсэн, учир нь эдгээр бодисууд нь ургамлын хариу урвал эсвэл ийм стрессийн эсрэг физиологийн хамгаалалтын механизмд идэвхтэй оролцдог (Peleg and Blumwald, 2011; Yin et al., 2011; Ahmed et al., 2015). Генетикийн нөөцийг гадны хэрэглээ нь янз бүрийн ургацын дулааны стрессийг тэсвэрлэхэд эерэг нөлөө үзүүлсэн. Судалгаагаар гиббереллин (GA), цитокинин (CK), ауксин (AUX) эсвэл брассиностероид (BR) зэрэг фитохормонууд нь янз бүрийн физиологийн болон биохимийн хувьсагчдын өсөлтөд хүргэдэг болохыг харуулсан (Peleg and Blumwald, 2011; Yin et al. Ren, 2011; Mitler et al., 2012; Zhou et al., 2014). Колумбид генетикийн нөөцийг гадны хэрэглээ болон түүний будааны ургацад үзүүлэх нөлөөллийг бүрэн ойлгож, судлаагүй байна. Гэсэн хэдий ч өмнөх судалгаагаар BR-г навчаар шүрших нь будааны суулгацын навчны хийн солилцооны шинж чанар, хлорофилл эсвэл пролины агууламжийг сайжруулснаар будааны тэсвэрлэлтийг сайжруулж болохыг харуулсан (Quintero-Calderón et al., 2021).
Цитокинин нь ургамлын абиотик стресс, түүний дотор дулааны стресст үзүүлэх хариу үйлдлийг зохицуулдаг (Ha et al., 2012). Үүнээс гадна, CK-г гадны хэрэглээ нь дулааны гэмтлийг бууруулж чадна гэж мэдээлсэн. Жишээлбэл, зеатиныг гадны хэрэглээ нь дулааны стрессийн үед мөлхөгч бентгвүүд (Agrotis estolonifera)-д фотосинтезийн хурд, хлорофилл а ба в агууламж, электрон тээвэрлэлтийн үр ашгийг нэмэгдүүлсэн (Xu болон Huang, 2009; Jespersen болон Huang, 2015). Зеатиныг гадны хэрэглээ нь антиоксидант идэвхийг сайжруулж, янз бүрийн уургийн нийлэгжилтийг сайжруулж, ургамлын эдэд реактив хүчилтөрөгчийн төрөл зүйл (ROS)-ийн гэмтэл, малониальдегид (MDA) үйлдвэрлэлийг бууруулж чадна (Chernyadyev, 2009; Yang et al., 2009). , 2016; Kumar et al., 2020).
Гиббереллийн хүчлийг хэрэглэх нь дулааны стрессд эерэг хариу үйлдэл үзүүлдэг болохыг харуулсан. Судалгаагаар GA биосинтез нь янз бүрийн бодисын солилцооны замыг зуучилж, өндөр температурын нөхцөлд тэсвэр тэвчээрийг нэмэгдүүлдэг болохыг харуулсан (Алонсо-Рамирез нар, 2009; Хан нар, 2020). Абдел-Наби нар (2020) гадны GA (25 эсвэл 50 мг*л)-ийг навчаар шүрших нь хяналтын ургамалтай харьцуулахад дулааны стрессд өртсөн жүржийн ургамалд фотосинтезийн хурд болон антиоксидант идэвхийг нэмэгдүүлж болохыг тогтоожээ. Мөн гадны GA хэрэглэх нь дулааны стрессийн дор чамин далдуу модны (Phoenix dactylifera) харьцангуй чийгийн агууламж, хлорофилл болон каротиноидын агууламжийг нэмэгдүүлж, липидийн хэт исэлдэлтийг бууруулдаг болохыг ажигласан (Хан нар, 2020). Ауксин нь өндөр температурын нөхцөлд дасан зохицох өсөлтийн хариу урвалыг зохицуулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг (Сан нар, 2012; Ван нар, 2016). Энэхүү өсөлтийн зохицуулагч нь абиотик стрессийн дор пролины нийлэгжилт эсвэл задрал зэрэг янз бүрийн процессуудад биохимийн маркер болж үйлчилдэг (Али нар, 2007). Үүнээс гадна, AUX нь антиоксидант идэвхийг нэмэгдүүлдэг бөгөөд энэ нь липидийн хэт исэлдэлт буурснаас болж ургамалд MDA буурахад хүргэдэг (Bielach нар, 2017). Сергеев нар (2018) дулааны стрессийн дор вандуйны ургамалд (Pisum sativum) пролин - диметиламиноэтоксикарбонилметил)нафтилхлорметил эфир (TA-14)-ийн агууламж нэмэгддэг болохыг ажигласан. Үүнтэй ижил туршилтаар тэд AUX-ээр боловсруулаагүй ургамалтай харьцуулахад боловсруулсан ургамалд MDA-ийн түвшин бага байгааг ажигласан.
Брассиностероидууд нь дулааны стрессийн нөлөөллийг бууруулахад ашигладаг өсөлтийн зохицуулагчийн өөр нэг ангилал юм. Ogweno et al. (2008) экзоген BR шүрших нь дулааны стрессийн дор улаан лоолийн (Solanum lycopersicum) ургамлын фотосинтезийн цэвэр хурд, стоматик дамжуулалт болон Rubisco карбоксилын хамгийн дээд хурдыг 8 хоногийн турш нэмэгдүүлсэн гэж мэдээлсэн. Эпибрасиностероидыг навчаар шүрших нь дулааны стрессийн дор өргөст хэмх (Cucumis sativus) ургамлын фотосинтезийн цэвэр хурдыг нэмэгдүүлж чадна (Yu et al., 2004). Үүнээс гадна, BR-ийг экзоген байдлаар хэрэглэх нь хлорофилл задралыг удаашруулж, дулааны стрессийн дор ургамалд усны хэрэглээний үр ашиг, PSII фотохимийн хамгийн их квант гарцыг нэмэгдүүлдэг (Holá et al., 2010; Toussagunpanit et al., 2015).
Уур амьсгалын өөрчлөлт, хэлбэлзлийн улмаас цагаан будааны ургац өдөр бүр өндөр температуртай байдаг (Lesk et al., 2016; Garcés, 2020; Federarroz (Federación Nacional de Arroceros), 2021). Ургамлын фенотипийн хувьд фитонутриент буюу биостимулятор ашиглах нь будаа тариалж буй бүс нутагт дулааны стрессийг бууруулах стратеги болгон судалсан (Alvarado-Sanabria et al., 2017; Calderon-Páez нар, 2021; Quintero-Calderón нар. 201). Үүнээс гадна биохимийн болон физиологийн хувьсагчдыг (навчны температур, омотамын дамжуулалт, хлорофиллын флуоресценцийн параметрүүд, хлорофилл ба харьцангуй усны агууламж, малондиальдегид ба пролины нийлэгжилт) ашиглах нь цагаан будааны ургамлыг орон нутгийн болон олон улсын хэмжээнд дулааны стрессийн дор илрүүлэх найдвартай хэрэгсэл юм (Sánchez -Reynoso et al., 2014; Alvarado-Sanabria et al., 2017; Гэсэн хэдий ч орон нутгийн түвшинд будаанд навчны фитогормоны шүршигч хэрэглэх талаар хийсэн судалгаа ховор хэвээр байна. Тиймээс ургамлын өсөлтийн зохицуулагчийг хэрэглэх физиологийн болон биохимийн урвалыг судлах нь үүнд зориулсан практик агрономийн стратеги санал болгоход маш чухал ач холбогдолтой юм. Будаа дахь нарийн төвөгтэй дулааны стрессийн үеийн сөрөг нөлөөллийг шийдвэрлэх. Тиймээс энэхүү судалгааны зорилго нь ургамлын өсөлтийн дөрвөн зохицуулагч (AUX, CK, GA ба BR)-ийг навчинд хэрэглэх физиологийн (омотамын дамжуулалт, хлорофиллын флуоресценцийн параметрүүд ба харьцангуй усны агууламж) болон биохимийн нөлөөллийг үнэлэх явдал байв. (Фотосинтезийн пигментүүд, малондиальдегид ба пролины агууламж) Хоёр хувьсагч хосолсон дулааны стресст (өдөр/шөнийн өндөр температур) өртсөн арилжааны будааны генотипүүд.
Энэхүү судалгаанд хоёр бие даасан туршилт хийсэн. Federrose 67 (F67: сүүлийн арван жилд өндөр температурт хөгжсөн генотип) болон Federrose 2000 (F2000: 20-р зууны сүүлийн арван жилд хөгжсөн, цагаан навчны вируст тэсвэртэй генотип) генотипийг анх удаа ашигласан. үр. болон хоёр дахь туршилтад тус тус ашигласан. Хоёр генотипийг Колумбын фермерүүд өргөнөөр тариалдаг. Үрийг 2% органик бодис агуулсан элсэрхэг шавранцар хөрс агуулсан 10 литрийн тавиур (урт 39.6 см, өргөн 28.8 см, өндөр 16.8 см)-д тарьсан. Тавиур бүрт урьдчилан соёолуулсан таван үрийг тарьсан. Тавиуруудыг далайн түвшнээс дээш (asl) 2556 м өндөрт байрлах Колумбын Үндэсний Их Сургуулийн Хөдөө аж ахуйн шинжлэх ухааны факультетийн хүлэмжинд (43°50′56″ N, 74°04′051″ W) байрлуулсан. м.) бөгөөд 2019 оны 10-р сараас 12-р сар хүртэл хийгдсэн. Нэг туршилт (Федерроз 67), хоёр дахь туршилт (Федерроз 2000) 2020 оны мөн улиралд хийгдсэн.
Тарих улирал бүрийн үед хүлэмжинд орчны нөхцөл байдал дараах байдалтай байна: өдөр шөнөгүй температур 30/25°C, харьцангуй чийгшил 60~80%, байгалийн фотопериод 12 цаг (фотосинтезийн идэвхтэй цацраг 1500 мкмоль (фотон) м-2 с-). Үд дунд 1 удаа). Үр соёолсноос хойш 20 хоногийн дараа (DAE) ургамлыг элемент бүрийн агууламжийн дагуу бордсон гэж Санчес-Рейносо нар (2019) мэдээлэв: ургамал тутамд 670 мг азот, ургамал тутамд 110 мг фосфор, ургамал тутамд 350 мг кали, ургамал тутамд 68 мг кальци, ургамал тутамд 20 мг магни, ургамал тутамд 20 мг хүхэр, ургамал тутамд 17 мг цахиур. Ургамал нь ургамал тутамд 10 мг бор, ургамал тутамд 17 мг зэс, ургамал тутамд 44 мг цайр агуулдаг. Будаа ургамал энэ хугацаанд фенологийн V5 үе шатанд хүрэхэд туршилт бүрт 47 DAE хүртэл хадгалагдсан. Өмнөх судалгаагаар энэхүү фенологийн үе шат нь будаанд дулааны стрессийн судалгаа хийхэд тохиромжтой цаг хугацаа болохыг харуулсан (Sánchez-Reinoso et al., 2014; Alvarado-Sanabria et al., 2017).
Туршилт бүрт навчны өсөлтийн зохицуулагчийг хоёр тусдаа хэрэглэсэн. Ургамлыг хүрээлэн буй орчны стрессд бэлтгэхийн тулд навчны фитогормоны шүршигчийг дулааны стрессийн боловсруулалтаас 5 хоногийн өмнө (42 DAE) түрхсэн. Дараа нь ургамал стрессийн нөхцөлд өртсөний дараа 5 хоногийн дараа (52 DAE) навчны хоёр дахь шүршигчийг өгсөн. Дөрвөн фитогормон ашигласан бөгөөд энэхүү судалгаанд цацагдсан идэвхтэй найрлага бүрийн шинж чанарыг Нэмэлт Хүснэгт 1-д жагсаасан болно. Ашигласан навчны өсөлтийн зохицуулагчийн концентраци нь дараах байдалтай байв: (i) 5 × 10−5 M концентрацид ауксин (1-нафтилацетик хүчил: NAA) (ii) 5 × 10–5 M гиббереллин (гиббереллик хүчил: NAA); GA3); (iii) Цитокинин (транс-зеатин) 1 × 10-5 M (iv) Брассиностероидууд [Спиростан-6-он, 3,5-дигидрокси-, (3b,5a,25R)] 5 × 10-5; M. Эдгээр концентрацийг сонгосон нь эерэг хариу урвалыг өдөөж, ургамлын дулааны стресст тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлдэг (Zahir et al., 2001; Wen et al., 2010; El-Bassiony et al., 2012; Salehifar et al., 2017). Ургамлын өсөлтийн зохицуулагч шүршигчгүй будааны ургамлыг зөвхөн нэрмэл усаар цэвэрлэсэн. Бүх будааны ургамлыг гар шүршигчээр шүршсэн. Навчны дээд ба доод гадаргууг чийгшүүлэхийн тулд ургамалд 20 мл H2O түрхсэн. Бүх навчны шүршигчийг хөдөө аж ахуйн туслах бодис (Agrotin, Bayer CropScience, Columbia)-ийг 0.1% (v/v)-ээр ашигласан. Сав болон шүршигч хоорондын зай 30 см байна.
Туршилт бүрт навчны эхний шүршигчээс хойш 5 хоногийн дараа (47 DAE) дулааны стрессийн эмчилгээг хийсэн. Цагаан будааны ургамлыг дулааны стрессийг тогтоох эсвэл ижил орчны нөхцлийг хадгалахын тулд (47 DAE) хүлэмжээс 294 л-ийн өсөлтийн камер (MLR-351H, Sanyo, IL, USA) руу шилжүүлсэн. Дулааны стрессийн хосолсон эмчилгээг камерыг дараах өдөр/шөнийн температурт тохируулан гүйцэтгэсэн: өдрийн өндөр температур [40°C 5 цаг (11:00-16:00 цаг)] болон шөнийн үе [30°C 5 цаг]. 8 өдөр дараалан (19:00-24:00 цаг). Стрессийн температур болон өртөх хугацааг өмнөх судалгаануудад үндэслэн сонгосон (Sánchez-Reynoso et al. 2014; Alvarado-Sanabría et al. 2017). Нөгөөтэйгүүр, өсөлтийн камерт шилжүүлсэн ургамлын бүлгийг хүлэмжинд ижил температурт (өдөрт 30°C, шөнөд 25°C) дараалсан 8 өдөр хадгалсан.
Туршилтын төгсгөлд дараах эмчилгээний бүлгүүдийг олж авсан: (i) өсөлтийн температурын нөхцөл + нэрмэл ус түрхэх [Үнэмлэхүй хяналт (AC)], (ii) дулааны стрессийн нөхцөл + нэрмэл ус түрхэх [Дулааны стрессийн хяналт (SC)], (iii) нөхцөл дулааны стрессийн нөхцөл + ауксин түрхэх (AUX), (iv) дулааны стрессийн нөхцөл + гиббереллин түрхэх (GA), (v) дулааны стрессийн нөхцөл + цитокинин түрхэх (CK), болон (vi) дулааны стрессийн нөхцөл + брассиностероид (BR). Эдгээр эмчилгээний бүлгүүдийг хоёр генотип (F67 ба F2000)-д ашигласан. Бүх эмчилгээг таван давталттай, бүрэн санамсаргүй байдлаар хийсэн бөгөөд тус бүр нь нэг ургамлаас бүрдсэн. Туршилтын төгсгөлд тодорхойлсон хувьсагчдыг уншихад ургамал бүрийг ашигласан. Туршилт 55 DAE үргэлжилсэн.
Ургамлын гол найлзуурыг бүрэн дэлгэсэн боловсорсон навчинд стомаметрийн датчик бэхлэх замаар хэмжилтийг стомаметрийн дамжуулалтыг (gs) 0-1000 ммоль м-2 с-1 хооронд зөөврийн сүвэрхэг хэмжигч (SC-1, METER Group Inc., USA) ашиглан хийсэн. Эмчилгээ бүрийн хувьд ургамал бүрийн гурван навчнаас 11:00-16:00 цагийн хооронд gs заалтыг авч, дундажийг нь гаргасан.
Ургамлын нийт жинг Гулам болон бусад хүмүүсийн (2002) тайлбарласан аргаар тодорхойлсон. g тодорхойлоход ашигласан бүрэн өргөссөн хуудсыг мөн RWC-г хэмжихэд ашигласан. Шинэхэн жинг (FW) хураалтын дараа шууд дижитал жинг ашиглан тодорхойлсон. Дараа нь навчийг усаар дүүргэсэн хуванцар саванд хийж, өрөөний температурт (22°C) харанхуй газар 48 цагийн турш үлдээсэн. Дараа нь дижитал жингээр жинлээд өргөссөн жинг (TW) тэмдэглэнэ. Хавдсан навчийг 75°C-д 48 цагийн турш зууханд хатааж, хуурай жинг (DW) тэмдэглэнэ.
Харьцангуй хлорофиллын агууламжийг хлорофилл хэмжигч (atLeafmeter, FT Green LLC, USA) ашиглан тодорхойлж, atLeaf нэгжээр илэрхийлсэн (Dey et al., 2016). PSII-ийн хамгийн их квант үр ашгийн заалтыг (Fv/Fm харьцаа) тасралтгүй өдөөлтийн хлорофилл флуориметр (Handy PEA, Hansatech Instruments, UK) ашиглан бүртгэсэн. Fv/Fm хэмжилт хийхээс өмнө навчийг 20 минутын турш навчны хавчаар ашиглан харанхуйд дасан зохицуулсан (Restrepo-Diaz болон Garces-Varon, 2013). Навчийг бараан өнгөтэй болгосны дараа суурь шугам (F0) болон хамгийн их флуоресценцийг (Fm) хэмжсэн. Эдгээр өгөгдлөөс хувьсах флуоресценц (Fv = Fm – F0), хувьсах флуоресценцийн хамгийн их флуоресценцийн харьцаа (Fv/Fm), PSII фотохимийн хамгийн их квант гарц (Fv/F0) болон Fm/F0 харьцааг тооцоолсон (Baker, 2008; Lee et al., 2017). Харьцангуй хлорофилл ба хлорофилл флуоресценцийн уншилтыг gs хэмжилтэд ашигласан ижил навчнууд дээр авсан.
Ойролцоогоор 800 мг навчны шинэ жинг биохимийн хувьсагч болгон цуглуулсан. Дараа нь навчны дээжийг шингэн азотод нэгэн төрлийн болгож, цаашдын шинжилгээнд зориулж хадгалсан. Эдийн хлорофилл a, b болон каротиноидын агууламжийг тооцоолоход ашигласан спектрометрийн арга нь Wellburn (1994)-ийн тодорхойлсон арга болон тэгшитгэл дээр үндэслэсэн болно. Навчны эдийн дээжийг (30 мг) цуглуулж, 3 мл 80% ацетонд нэгэн төрлийн болгосон. Дараа нь дээжийг 5000 эрг/мин хурдтайгаар 10 минутын турш центрифугээр (420101 загвар, Becton Dickinson Primary Care Diagnostics, USA) бөөмсийг зайлуулахын тулд центрифугээр хийсэн. Дээд давхаргыг 80% ацетон нэмж 6 мл эцсийн эзэлхүүн хүртэл шингэлсэн (Sims and Gamon, 2002). Хлорофиллын агууламжийг 663 (хлорофилл a) ба 646 (хлорофилл b) нм-д, каротиноидыг 470 нм-д спектрофотометр (Spectronic BioMate 3 UV-vis, Thermo, USA) ашиглан тодорхойлсон.
Ходжес болон бусад судлаачдын (1999) тодорхойлсон тиобарбитурын хүчил (TBA) аргыг мембраны липидийн хэт исэлдэлтийг (MDA) үнэлэхэд ашигласан. Ойролцоогоор 0.3 г навчны эдийг шингэн азотод нэгэн төрлийн болгосон. Дээжийг 5000 эрг/мин-д центрифугээр ялгаж, шингээлтийг спектрофотометр дээр 440, 532 болон 600 нм-д хэмжсэн. Эцэст нь MDA-ийн концентрацийг устах коэффициент (157 M mL−1) ашиглан тооцоолсон.
Бүх боловсруулалтын пролины агууламжийг Бэйтс болон бусад хүмүүсийн (1973) тайлбарласан аргыг ашиглан тодорхойлсон. Хадгалагдсан дээжинд 10 мл 3%-ийн сульфосалицилын хүчлийн усан уусмал нэмж, Ватман шүүлтүүрийн цаасаар (№2) шүүнэ. Дараа нь энэ шүүлтүүрийн 2 мл-ийг 2 мл нингидрик хүчил болон 2 мл мөсөн цууны хүчилтэй урвалд оруулна. Холимгийг 90°C-д 1 цагийн турш усан ваннд хийнэ. Мөсөн дээр инкубаци хийж урвалыг зогсооно. Хоолойг эргүүлэгч сэгсрэгч ашиглан хүчтэй сэгсэрч, үүссэн уусмалыг 4 мл толуолд уусгана. Фотосинтезийн пигментүүдийг тоон үзүүлэлтээр тодорхойлоход ашигласан ижил спектрофотометрийг (Spectronic BioMate 3 UV-Vis, Thermo, Madison, WI, USA) ашиглан 520 нм-т шингээлтийн заалтыг тодорхойлсон.
Герхардс болон бусад хүмүүсийн (2016) тайлбарласан арга нь бүрхүүлийн температур болон CSI-г тооцоолох арга юм. Дулааны зургийг стрессийн хугацааны төгсгөлд ±2°C нарийвчлалтайгаар FLIR 2 камер (FLIR Systems Inc., Бостон, MA, АНУ) ашиглан авсан. Зураг авахын тулд ургамлын ард цагаан гадаргуу байрлуул. Дахин хэлэхэд хоёр үйлдвэрийг лавлагаа загвар болгон авч үзсэн. Ургамлыг цагаан гадаргуу дээр байрлуулсан; нэгийг нь бүх стоматагийн нээлхийг дуурайлган хөдөө аж ахуйн туслах бодисоор (Agrotin, Bayer CropScience, Богота, Колумб) бүрсэн [нойтон горим (Twet)], нөгөө нь ямар ч түрхлэггүйгээр навч байсан [Хуурай горим (Tdry)] (Castro-Duque et al., 2020). Зураг авалтын үеэр камер болон савны хоорондох зай 1 м байв.
Энэхүү судалгаанд үнэлэгдсэн боловсруулсан генотипийн хүлцлийг тодорхойлохын тулд харьцангуй хүлцлийн индексийг хяналтын ургамалтай (стресс эмчилгээгүй, өсөлтийн зохицуулагч хэрэглэсэн ургамал) харьцуулсан боловсруулсан ургамлын стоматаль дамжуулалтыг (gs) ашиглан шууд бусаар тооцоолсон. RTI-г Чавес-Ариас болон бусад (2020)-аас авсан тэгшитгэлийг ашиглан олж авсан.
Туршилт бүрт дээр дурдсан бүх физиологийн хувьсагчдыг дээд навчнаас цуглуулсан бүрэн дэлгэрсэн навчийг ашиглан 55 DAE-д тодорхойлж, тэмдэглэсэн. Үүнээс гадна, ургамал ургах орчны нөхцөл байдлыг өөрчлөхөөс зайлсхийхийн тулд өсөлтийн камерт хэмжилт хийсэн.
Эхний болон хоёр дахь туршилтын өгөгдлийг цуврал туршилт болгон хамтад нь шинжилсэн. Туршилтын бүлэг бүр 5 ургамлаас бүрдсэн бөгөөд ургамал бүр туршилтын нэгжийг бүрдүүлж байв. Дисперсийн шинжилгээ (ANOVA)-г хийсэн (P ≤ 0.05). Ихээхэн ялгаа илэрсэн үед Tukey-ийн post hoc харьцуулсан тестийг P ≤ 0.05 дээр ашигласан. Хувь утгыг хөрвүүлэхийн тулд арксинус функцийг ашиглана уу. Өгөгдлийг Statistix v 9.0 програм хангамж (Analytical Software, Таллахасси, Флорида, АНУ) ашиглан шинжилж, SigmaPlot (10.0 хувилбар; Systat Software, Сан Хосе, Калифорни, АНУ) ашиглан график зурсан. Судалж буй ургамлын өсөлтийн хамгийн сайн зохицуулагчийг тодорхойлохын тулд гол бүрэлдэхүүн хэсгийн шинжилгээг InfoStat 2016 програм хангамж (Analysis Software, Кордобагийн Үндэсний Их Сургууль, Аргентин) ашиглан хийсэн.
Хүснэгт 1-т туршилтууд, янз бүрийн боловсруулалтууд болон навчны фотосинтезийн пигментүүд (хлорофилл a, b, нийт ба каротиноидууд), малониальдегид (MDA) болон пролины агууламж, омотамын дамжуулалттай харилцан үйлчлэлийг харуулсан ANOVA-г нэгтгэн харуулав. gs-ийн нөлөө, харьцангуй усны агууламж (RWC), хлорофиллын агууламж, хлорофилл альфа флуоресценцийн параметрүүд, титэм температур (PCT) (°C), ургацын стрессийн индекс (CSI) болон 55 DAE-д будааны ургамлын харьцангуй хүлцлийн индекс.
Хүснэгт 1. Туршилт (генотип) болон дулааны стрессийн боловсруулалтын хоорондох будааны физиологийн болон биохимийн хувьсагчдын ANOVA өгөгдлийн хураангуй.
Туршилт болон эмчилгээний хоорондох навчны фотосинтезийн пигментийн харилцан үйлчлэл, хлорофиллын харьцангуй агууламж (Атлифийн уншилт), альфа-хлорофиллын флуоресценцийн параметрүүдийн ялгааг (P≤0.01) Хүснэгт 2-т үзүүлэв. Өдөр болон шөнийн өндөр температур нь нийт хлорофилл болон каротиноидын агууламжийг нэмэгдүүлсэн. Хамгийн оновчтой температурын нөхцөлд (2.67 мг г -1) ургуулсан ургамалтай харьцуулахад фитогормоны навчны шүршигчгүй (“F67″-д 2.36 мг г-1, “F2000″-д 2.56 мг г-1) будааны суулгац нь нийт хлорофиллын агууламж бага байгааг харуулсан. Хоёр туршилтад хоёуланд нь “F67” нь 2.80 мг г-1, “F2000” нь 2.80 мг г-1 байв. Үүнээс гадна, дулааны стрессийн дор AUX болон GA шүршигчийг хослуулан боловсруулсан будааны суулгац нь дулааны стрессийн нөхцөлд хоёр генотипт хлорофиллын агууламж буурсан болохыг харуулсан (AUX = 1.96 мг г-1 ба GA = 1.45 мг г-1; AUX = 1.96 мг г-1 ба GA = 1.45 мг г-1 (F67″-ийн хувьд; AUX = 2.24 мг) g-1 ба GA = 1.43 мг г-1 (F2000″-ийн хувьд). Дулааны стрессийн нөхцөлд BR-ээр навчны эмчилгээ хийснээр хоёр генотипт энэ хувьсагчийн хэмжээ бага зэрэг нэмэгдсэн. Эцэст нь CK навчны шүршигч нь F67 (3.24 мг г-1) ба F2000 (3.65 мг г-1) генотипт бүх эмчилгээний (AUX, GA, BR, SC болон AC эмчилгээ) дунд хамгийн өндөр фотосинтезийн пигментийн утгыг харуулсан. Хлорофиллын харьцангуй агууламж (Атлиф нэгж) нь хосолсон дулааны стрессээр буурсан. Хамгийн өндөр утгыг генотипийн аль алинд нь CC-ээр шүршсэн ургамалд тэмдэглэсэн (“F67”-ийн хувьд 41.66, “F2000”-ийн хувьд 49.30). Fv ба Fv/Fm харьцаа нь эмчилгээ болон сортуудын хооронд мэдэгдэхүйц ялгааг харуулсан (Хүснэгт 2). Ерөнхийдөө эдгээр хувьсагчдын дунд F67 сорт нь F2000 сортоос дулааны стресст бага өртөмтгий байв. Fv ба Fv/Fm харьцаа нь хоёр дахь туршилтад илүү их өртсөн. Ямар ч фитогормоноор шүршээгүй стресстэй 'F2000' суулгацууд нь хамгийн бага Fv утгатай (2120.15) болон Fv/Fm харьцаатай (0.59) байсан боловч CK-ээр навчаар шүрших нь эдгээр утгыг сэргээхэд тусалсан (Fv: 2591, 89, Fv/Fm харьцаа: 0.73). , оновчтой температурын нөхцөлд ургуулсан “F2000” ургамал дээр бүртгэгдсэнтэй төстэй уншилтыг хүлээн авсан (Fv: 2955.35, Fv/Fm харьцаа: 0.73:0.72). Анхны флуоресценци (F0), хамгийн их флуоресценци (Fm), PSII-ийн хамгийн их фотохимийн квант гарц (Fv/F0) болон Fm/F0 харьцаанд мэдэгдэхүйц ялгаа байгаагүй. Эцэст нь, BR нь CK-тай ажиглагдсантай ижил төстэй хандлагыг харуулсан (Fv 2545.06, Fv/Fm харьцаа 0.73).
Хүснэгт 2. Хоёр будааны генотиптэй [Federrose 67 (F67) ба Federrose 2000 (F2000)] ургамалд нийлмэл дулааны стресс (өдөр/шөнө 40°/30°C) навчны фотосинтезийн пигментүүдэд үзүүлэх нөлөө [нийт хлорофилл (Chl Нийт), хлорофилл a (Chl a), хлорофилл b (Chl b) ба каротиноид Cx+c] нөлөө], харьцангуй хлорофиллын агууламж (Атлиффын нэгж), хлорофиллын флуоресценцийн параметрүүд (анхны флуоресценци (F0), хамгийн их флуоресценци (Fm), хувьсах флуоресценци (Fv), хамгийн их PSII үр ашиг (Fv/Fm), PSII-ийн фотохимийн хамгийн их квант гарц (Fv/F0) ба Fm/F0 соёолж гарснаас хойш 55 хоногийн дараа (DAE)).
Өөр өөрөөр боловсруулсан будааны ургамлын харьцангуй усны агууламж (RWC) нь туршилтын болон навчны эмчилгээний харилцан үйлчлэлд ялгааг харуулсан (P ≤ 0.05) (Зураг 1A). SA-аар боловсруулсан үед генотипийн аль алинд нь хамгийн бага утга бүртгэгдсэн (F67-ийн хувьд 74.01%, F2000-ийн хувьд 76.6%). Дулааны стрессийн нөхцөлд өөр өөр фитогормоноор боловсруулсан хоёр генотипийн будааны ургамлын RWC мэдэгдэхүйц нэмэгдсэн. Ерөнхийдөө CK, GA, AUX, эсвэл BR-ийн навчны хэрэглээ нь RWC-ийг туршилтын явцад оновчтой нөхцөлд ургуулсан ургамлынхтай төстэй утгад хүргэсэн. Үнэмлэхүй хяналтын болон навчны шүршигч ургамалд хоёр генотипийн хувьд 83% орчим утга бүртгэгдсэн. Нөгөөтэйгүүр, gs нь туршилт-эмчилгээний харилцан үйлчлэлд мэдэгдэхүйц ялгааг харуулсан (P ≤ 0.01) (Зураг 1B). Абсолют хяналтын (AC) ургамал нь генотип бүрийн хувьд хамгийн өндөр утгыг бүртгэсэн (F67-д 440.65 ммоль м-2s-1, F2000-д 511.02 ммоль м-2s-1). Зөвхөн хосолсон дулааны стресст өртсөн будааны ургамал нь генотипийн аль алиных нь хувьд хамгийн бага gs утгыг харуулсан (F67-д 150.60 ммоль м-2s-1, F2000-д 171.32 ммоль м-2s-1). Бүх ургамлын өсөлтийн зохицуулагчаар навчны боловсруулалт нь g-ийг нэмэгдүүлсэн. CC-ээр шүршсэн F2000 будааны ургамал дээр навчны навчийг фитогормоноор шүрших нөлөө илүү тодорхой байсан. Энэ бүлгийн ургамал нь абсолют хяналтын ургамалтай харьцуулахад ямар ч ялгаагүй байсан (AC 511.02 ба CC 499.25 ммоль м-2s-1).
Зураг 1. Хосолсон дулааны стресс (40°/30°C өдөр/шөнө) нь харьцангуй усны агууламж (RWC) (A), омгийн дамжуулалт (gs) (B), малониальдегид (MDA) үйлдвэрлэл (C) болон пролины агууламжид үзүүлэх нөлөө. (D) хоёр будааны генотиптэй (F67 ба F2000) ургамалд соёолж гарснаас хойш 55 хоногийн дараа (DAE) үзүүлсэн. Генотип бүрийн үнэлгээнд дараахь зүйлс багтсан болно: үнэмлэхүй хяналт (AC), дулааны стрессийн хяналт (SC), дулааны стресс + ауксин (AUX), дулааны стресс + гиббереллин (GA), дулааны стресс + эсийн митоген (CK) болон дулааны стресс + брассиностероид. (BR). Багана бүр таван өгөгдлийн цэгийн дундаж ± стандарт алдааг илэрхийлнэ (n = 5). Өөр өөр үсгүүдээр дагалдсан багана нь Тукигийн тестийн дагуу статистикийн хувьд ач холбогдолтой ялгааг харуулж байна (P ≤ 0.05). Тэнцүү тэмдэгтэй үсгүүд нь дундаж нь статистикийн хувьд ач холбогдолтой биш гэдгийг харуулж байна (≤ 0.05).
MDA (P ≤ 0.01) ба пролин (P ≤ 0.01)-ийн агууламж нь туршилт болон фитогормоны эмчилгээний харилцан үйлчлэлд мэдэгдэхүйц ялгааг харуулсан (Зураг 1C, D). Хоёр генотипт SC эмчилгээ хийснээр липидийн хэт исэлдэлт нэмэгдсэн нь ажиглагдсан (Зураг 1C), гэхдээ навчны өсөлтийн зохицуулагч шүршигчээр эмчилсэн ургамалд хоёр генотипт липидийн хэт исэлдэлт буурсан; Ерөнхийдөө фитогормон (CA, AUC, BR эсвэл GA) хэрэглэх нь липидийн хэт исэлдэлт (MDA агууламж) буурахад хүргэдэг. Хоёр генотиптэй AC ургамал болон дулааны стресст орсон, фитохормоноор шүршсэн ургамлын хооронд ямар ч ялгаа олдсонгүй ("F67" ургамалд ажиглагдсан FW утга 4.38–6.77 мкмоль г-1 хооронд, FW "F2000" ургамалд ажиглагдсан утга 2.84-9.18 мкмоль г-1 (ургамал) хооронд хэлбэлзэж байв. Нөгөөтэйгүүр, "F67" ургамалд пролины нийлэгжилт нь хосолсон стресст орсон "F2000" ургамалтай харьцуулахад бага байсан нь пролины үйлдвэрлэлийг нэмэгдүүлэхэд хүргэсэн. Дулааны стресст орсон будааны ургамалд эдгээр дааврыг хэрэглэх нь F2000 ургамлын амин хүчлийн агууламжийг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлсэн (AUX ба BR нь тус тус 30.44 ба 18.34 мкмоль г-1 байсан) (Зураг 1G).
Навчны ургамлын өсөлтийн зохицуулагчийн шүрших болон хосолсон дулааны стресс нь ургамлын оройн температур болон харьцангуй хүлцлийн индекс (RTI)-д хэрхэн нөлөөлж байгааг Зураг 2A ба B-д үзүүлэв. Хоёр генотипийн хувьд AC ургамлын оройн температур 27°C-д ойрхон, SC ургамлынх 28°C орчим байв. WITH. Мөн CK болон BR-ээр навчны эмчилгээ хийснээр SC ургамалтай харьцуулахад оройн температур 2-3°C-аар буурсан болохыг ажигласан (Зураг 2A). RTI нь бусад физиологийн хувьсагчтай ижил төстэй зан үйлийг үзүүлж, туршилт ба эмчилгээний харилцан үйлчлэлд мэдэгдэхүйц ялгаа (P ≤ 0.01) байгааг харуулсан (Зураг 2B). SC ургамал нь генотипийн аль алинд нь ургамлын хүлцэл бага байгааг харуулсан ("F67" ба "F2000" будааны ургамлын хувьд тус тус 34.18% ба 33.52%)). Фитогормоноор навчаар хооллох нь өндөр температурын стресст өртсөн ургамлын RTI-г сайжруулдаг. Энэ нөлөө нь CC-ээр шүршсэн "F2000" ургамалд илүү тод илэрсэн бөгөөд RTI нь 97.69 байв. Нөгөөтэйгүүр, навчны хүчин зүйлийн шүрших стрессийн нөхцөлд (P ≤ 0.01) цагаан будааны ургамлын ургацын стрессийн индекс (CSI)-д л мэдэгдэхүйц ялгаа ажиглагдсан (Зураг 2B). Зөвхөн нарийн төвөгтэй дулааны стресст өртсөн будааны ургамал л хамгийн өндөр стрессийн индексийн утгыг (0.816) харуулсан. Цагаан будааны ургамлыг янз бүрийн фитогормоноор шүршихэд стрессийн индекс бага байсан (утга нь 0.6-аас 0.67 хүртэл). Эцэст нь оновчтой нөхцөлд ургуулсан будааны ургамал 0.138 утгатай байв.
Зураг 2. Хоёр ургамлын зүйлийн халхавчны температур (A), харьцангуй тэсвэрлэлтийн индекс (RTI) (B), ургацын стрессийн индекс (CSI) (C)-д хосолсон дулааны стресс (40°/30°C)-ийн нөлөө. Арилжааны будааны генотипүүд (F67 ба F2000)-ийг өөр өөр дулааны боловсруулалтад оруулсан. Генотип бүрийн үнэлгээнд дараахь зүйлс багтсан болно: үнэмлэхүй хяналт (AC), дулааны стрессийн хяналт (SC), дулааны стресс + ауксин (AUX), дулааны стресс + гиббереллин (GA), дулааны стресс + эсийн митоген (CK), дулааны стресс + брассиностероид. (BR). Халуун стрессийн хосолсон нь будааны ургамлыг өдөр/шөнө өндөр температурт (40°/30°C өдөр/шөнө) өртүүлэхийг хэлнэ. Багана бүр нь таван өгөгдлийн цэгийн дундаж ± стандарт алдааг илэрхийлнэ (n = 5). Өөр өөр үсгүүдээр дагалдан яваа баганууд нь Тукигийн тестийн дагуу статистикийн хувьд ач холбогдолтой ялгааг харуулж байна (P ≤ 0.05). Тэнцүү тэмдэгтэй үсгүүд нь дундаж нь статистикийн хувьд ач холбогдолтой биш гэдгийг харуулж байна (≤ 0.05).
Үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгийн шинжилгээ (PCA) нь 55 DAE-д үнэлсэн хувьсагч нь өсөлтийн зохицуулагчийн шүршигчээр боловсруулсан дулааны стресст орсон будааны ургамлын физиологийн болон биохимийн хариу урвалын 66.1%-ийг тайлбарласан болохыг тогтоожээ (Зураг 3). Векторууд нь хувьсагчдыг, цэгүүд нь ургамлын өсөлтийн зохицуулагчийг (GRs) илэрхийлнэ. gs, хлорофиллын агууламж, PSII-ийн хамгийн их квант үр ашиг (Fv/Fm) болон биохимийн параметрүүд (TChl, MDA болон пролин)-ийн векторууд нь гарал үүсэлтэй ойрхон өнцгөөр байрладаг бөгөөд энэ нь ургамлын физиологийн зан төлөв ба тэдгээрийн хооронд өндөр хамаарал байгааг харуулж байна. хувьсагч. Нэг бүлэгт (V) оновчтой температурт (AT) ургуулсан будааны суулгац болон CK болон BA-аар боловсруулсан F2000 ургамал багтсан. Үүний зэрэгцээ GR-ээр боловсруулсан ургамлын дийлэнх нь тусдаа бүлэг (IV) үүсгэсэн бөгөөд F2000-д GA-аар боловсруулсан нь тусдаа бүлэг (II) үүсгэсэн. Үүний эсрэгээр, ургамлын физиологид ургамлын навчны шүршигчгүйгээр (генотип хоёулаа SC байсан) дулааны стрессд өртсөн будааны суулгацууд (I ба III бүлэг) V бүлгийн эсрэг бүсэд байрласан нь дулааны стрессийн ургамлын физиологид үзүүлэх нөлөөг харуулж байна.
Зураг 3. Соёолж гарснаас хойш 55 хоногийн дараа (DAE) хоёр будааны генотип (F67 ба F2000) ургамалд хосолсон дулааны стресс (40°/30°C өдөр/шөнө)-ийн нөлөөллийн намтарчилсан шинжилгээ. Товчлол: AC F67, үнэмлэхүй хяналт F67; SC F67, дулааны стрессийн хяналт F67; AUX F67, дулааны стресс + ауксин F67; GA F67, дулааны стресс + гиббереллин F67; CK F67, дулааны стресс + эсийн хуваагдал BR F67, дулааны стресс + брассиностероид. F67; AC F2000, үнэмлэхүй хяналт F2000; SC F2000, дулааны стрессийн хяналт F2000; AUX F2000, дулааны стресс + ауксин F2000; GA F2000, дулааны стресс + гиббереллин F2000; CK F2000, дулааны стресс + цитокинин, BR F2000, дулааны стресс + гуулин стероид; F2000.
Хлорофилл агууламж, омотамын дамжуулалт, Fv/Fm харьцаа, CSI, MDA, RTI болон пролины агууламж зэрэг хувьсагч нь будааны генотипийн дасан зохицох чадварыг ойлгох, дулааны стрессийн үед агрономийн стратегийн нөлөөллийг үнэлэхэд тусалдаг (Sarsu et al., 2018; Quintero-Calderon et al., 2021). Энэхүү туршилтын зорилго нь нарийн төвөгтэй дулааны стрессийн нөхцөлд будааны суулгацын физиологийн болон биохимийн үзүүлэлтүүдэд дөрвөн өсөлтийн зохицуулагчийг хэрэглэх нөлөөг үнэлэх явдал байв. Суулгацын туршилт нь байгаа дэд бүтцийн хэмжээ эсвэл нөхцөл байдлаас хамааран будааны ургамлыг нэгэн зэрэг үнэлэх энгийн бөгөөд хурдан арга юм (Sarsu et al. 2018). Энэхүү судалгааны үр дүнгээс харахад хосолсон дулааны стресс нь хоёр будааны генотипт өөр өөр физиологийн болон биохимийн хариу урвалыг өдөөдөг бөгөөд энэ нь дасан зохицох үйл явцыг харуулж байна. Эдгээр үр дүнгээс харахад навчны өсөлтийн зохицуулагч шүршигч (голчлон цитокинин ба брассиностероидууд) нь будааг нарийн төвөгтэй дулааны стресст дасан зохицоход тусалдаг бөгөөд энэ нь голчлон gs, RWC, Fv/Fm харьцаа, фотосинтетик пигментүүд болон пролины агууламжид нөлөөлдөг болохыг харуулж байна.
Өсөлт зохицуулагчийг хэрэглэх нь дулааны стрессийн үед будааны ургамлын усны төлөв байдлыг сайжруулахад тусалдаг бөгөөд энэ нь өндөр стресс болон ургамлын оройн температур буурахтай холбоотой байж болно. Энэхүү судалгаагаар "F2000" (мэдрэмтгий генотип) ургамлын дунд голчлон CK эсвэл BR-ээр боловсруулсан будааны ургамал нь SC-ээр боловсруулсан ургамлаас илүү өндөр gs утга, PCT утга бага байгааг харуулсан. Өмнөх судалгаагаар gs болон PCT нь будааны ургамлын дасан зохицох хариу урвал болон агрономийн стратегийн дулааны стресст үзүүлэх нөлөөг тодорхойлж чадах физиологийн үнэн зөв үзүүлэлтүүд болохыг харуулсан (Restrepo-Diaz болон Garces-Varon, 2013; Sarsu et al., 2018; Quintero). -Carr DeLong et al., 2021). Навчны CK эсвэл BR нь стрессийн үед g-г сайжруулдаг, учир нь эдгээр ургамлын даавар нь ABA (абиотик стрессийн үед стомат хаалтыг дэмжигч) зэрэг бусад дохиоллын молекулуудтай синтетик харилцан үйлчлэлээр дамжуулан стоматын нээлтийг дэмждэг (Macková et al., 2013; Zhou et al., 2013). 2013). )., 2014). Стоматал нээгдэх нь навчны хөргөлтийг дэмжиж, оройн температурыг бууруулахад тусалдаг (Sonjaroon et al., 2018; Quintero-Calderón et al., 2021). Эдгээр шалтгааны улмаас CK эсвэл BR-ээр шүршсэн будааны ургамлын оройн температур нь хосолсон дулааны стрессийн үед бага байж болно.
Өндөр температурын стресс нь навчны фотосинтезийн пигментийн агууламжийг бууруулж болзошгүй (Chen et al., 2017; Ahammed et al., 2018). Энэхүү судалгаанд будааны ургамал дулааны стресст орсон бөгөөд ургамлын өсөлтийн зохицуулагчаар шүршээгүй үед фотосинтезийн пигментүүд хоёр генотипт буурах хандлагатай байсан (Хүснэгт 2). Feng et al. (2013) мөн дулааны стресст өртсөн хоёр улаан буудайн генотипийн навчинд хлорофиллын агууламж мэдэгдэхүйц буурсан тухай мэдээлсэн. Өндөр температурт өртөх нь ихэвчлэн хлорофиллын агууламж буурахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь хлорофиллын биосинтез буурах, пигментийн задрал эсвэл дулааны стрессийн үед тэдгээрийн хавсарсан нөлөөллөөс үүдэлтэй байж болно (Fahad et al., 2017). Гэсэн хэдий ч голчлон CK болон BA-аар боловсруулсан будааны ургамал нь дулааны стрессийн үед навчны фотосинтезийн пигментийн агууламжийг нэмэгдүүлсэн. Үүнтэй төстэй үр дүнг Jespersen болон Huang (2015) болон Suchsagunpanit et al. мөн мэдээлсэн. (2015), дулааны стресст орсон бентгравс болон будаанд зеатин болон эпибрассиностероид дааврын бэлдмэл хэрэглэсний дараа навчны хлорофиллын агууламж нэмэгдсэнийг ажигласан. CK болон BR нь хосолсон дулааны стрессийн үед навчны хлорофиллын агууламжийг нэмэгдүүлдэг шалтгааны үндэслэлтэй тайлбар нь CK нь экспрессийн промоутеруудын (жишээ нь хөгшрөлтийг идэвхжүүлэгч промоутер (SAG12) эсвэл HSP18 промоутер) тогтвортой индукцийг эхлүүлж, навчны хлорофиллын алдагдлыг бууруулж, навчны хөгшрөлтийг удаашруулж, ургамлын халуунд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлдэг (Liu et al., 2020). BR нь стрессийн нөхцөлд хлорофиллын биосинтезд оролцдог ферментүүдийн нийлэгжилтийг идэвхжүүлэх эсвэл өдөөх замаар навчны хлорофиллын агууламжийг нэмэгдүүлж, навчны хлорофиллын агууламжийг нэмэгдүүлж чаддаг (Sharma et al., 2017; Siddiqui et al., 2018). Эцэст нь хоёр фитохормон (CK ба BR) нь дулааны цочролын уургийн илэрхийлэлийг дэмжиж, хлорофиллын биосинтезийг нэмэгдүүлэх зэрэг бодисын солилцооны янз бүрийн дасан зохицох үйл явцыг сайжруулдаг (Sharma et al., 2017; Liu et al., 2020).
Хлорофилл флуоресценцийн параметрүүд нь ургамлын тэсвэр тэвчээр эсвэл абиотик стрессийн нөхцөлд дасан зохицох чадварыг үнэлэх хурдан бөгөөд үл эвдэх аргыг олгодог (Chaerle et al. 2007; Kalaji et al. 2017). Fv/Fm харьцаа зэрэг параметрүүдийг ургамлын стрессийн нөхцөлд дасан зохицох үзүүлэлт болгон ашигласан (Alvarado-Sanabria et al. 2017; Chavez-Arias et al. 2020). Энэхүү судалгаанд SC ургамал нь энэ хувьсагчийн хамгийн бага утгыг харуулсан бөгөөд голчлон "F2000" будааны ургамал байв. Yin et al. (2010) мөн хамгийн өндөр үржил шимтэй будааны навчны Fv/Fm харьцаа 35°C-аас дээш температурт мэдэгдэхүйц буурсан болохыг тогтоожээ. Feng et al. (2013)-ийн мэдээлснээр, дулааны стрессийн дор Fv/Fm харьцаа бага байгаа нь PSII урвалын төвийн өдөөх энергийг барьж авах, хувиргах хурд буурч байгааг харуулж байгаа бөгөөд энэ нь PSII урвалын төв дулааны стрессийн дор задардаг болохыг харуулж байна. Энэхүү ажиглалт нь фотосинтезийн аппаратын гажуудал нь тэсвэртэй сортуудаас (Fedearroz 67) илүү мэдрэмтгий сортуудад (Fedearroz 2000) илүү тод илэрдэг гэсэн дүгнэлтэд хүргэдэг.
CK эсвэл BR хэрэглэх нь нарийн төвөгтэй дулааны стрессийн нөхцөлд PSII-ийн гүйцэтгэлийг ерөнхийдөө сайжруулсан. Үүнтэй төстэй үр дүнг Suchsagunpanit et al. (2015) нар олж авсан бөгөөд тэд BR хэрэглэх нь будаанд дулааны стрессийн үед PSII-ийн үр ашгийг нэмэгдүүлдэг болохыг ажигласан. Кумар et al. (2020) мөн CK (6-бензиладенин)-аар боловсруулж, дулааны стресст өртсөн вандуйны ургамал Fv/Fm харьцааг нэмэгдүүлсэн болохыг тогтоож, зеаксантины пигментийн мөчлөгийг идэвхжүүлснээр CK-г навчаар түрхэх нь PSII-ийн идэвхжилийг нэмэгдүүлдэг гэж дүгнэжээ. Үүнээс гадна, BR навчны шүршигч нь хосолсон стрессийн нөхцөлд PSII фотосинтезийг дэмждэг бөгөөд энэ фитогормоныг хэрэглэх нь PSII антенны өдөөх энергийн тархалтыг бууруулж, хлоропластуудад жижиг дулааны цочролын уургууд хуримтлагдахыг дэмждэг болохыг харуулж байна (Ogweno et al. 2008; Kothari and Lachowitz). , 2021).
Ургамлын абиотик стрессийн үед MDA болон пролины агууламж нь оновчтой нөхцөлд ургуулсан ургамалтай харьцуулахад ихэвчлэн нэмэгддэг (Alvarado-Sanabria et al. 2017). Өмнөх судалгаагаар MDA болон пролины түвшин нь өдрийн болон шөнийн өндөр температурт будааны дасан зохицох үйл явц эсвэл агрономийн практикийн нөлөөллийг ойлгоход ашиглаж болох биохимийн үзүүлэлтүүд болохыг харуулсан (Alvarado-Sanabria et al., 2017; Quintero-Calderón et al. , 2021). Эдгээр судалгаагаар мөн MDA болон пролины агууламж нь шөнийн цагаар эсвэл өдрийн цагаар өндөр температурт өртдөг будааны ургамалд тус тус өндөр байх хандлагатай байгааг харуулсан. Гэсэн хэдий ч CK болон BR-ийг навчаар цацах нь MDA-ийн бууралт болон пролины түвшинг нэмэгдүүлэхэд нөлөөлсөн бөгөөд голчлон тэсвэртэй генотипт (Federroz 67) нөлөөлсөн. CK цацах нь цитокинин оксидаза/дегидрогеназын хэт их илэрхийлэлийг дэмжиж, улмаар бетаин ба пролин зэрэг хамгаалалтын нэгдлүүдийн агууламжийг нэмэгдүүлдэг (Liu et al., 2020). BR нь бетаин, сахар, амин хүчил (чөлөөт пролин орно) зэрэг осмопротекторуудыг өдөөж, олон сөрөг орчны нөхцөлд эсийн осмосын тэнцвэрийг хадгалдаг (Kothari болон Lachowiec, 2021).
Ургамлын стрессийн индекс (CSI) болон харьцангуй хүлцлийн индекс (RTI)-ийг үнэлж буй эмчилгээ нь янз бүрийн стрессийг (абиотик ба биотик) бууруулахад тусалж, ургамлын физиологид эерэг нөлөө үзүүлж байгаа эсэхийг тодорхойлоход ашигладаг (Castro-Duque et al., 2020; Chavez-Arias et al., 2020). CSI утга нь 0-ээс 1 хүртэл хэлбэлзэж болох бөгөөд энэ нь стрессгүй болон стрессийн нөхцөл байдлыг тус тус илэрхийлдэг (Lee et al., 2010). Дулааны стресстэй (SC) ургамлын CSI утга нь 0.8-аас 0.9 хүртэл хэлбэлзэж байсан (Зураг 2B), энэ нь будааны ургамал хавсарсан стресст сөргөөр нөлөөлж байгааг харуулж байна. Гэсэн хэдий ч BC (0.6) эсвэл CK (0.6)-г навчаар шүрших нь SC будааны ургамалтай харьцуулахад абиотик стрессийн нөхцөлд энэ үзүүлэлтийг бууруулахад голчлон хүргэсэн. F2000 ургамлуудад CA (97.69%) болон BC (60.73%) ашиглах үед RTI нь SA (33.52%)-тай харьцуулахад өндөр өсөлттэй байсан нь эдгээр ургамлын өсөлтийн зохицуулагч нь будааны найрлагын тэсвэрлэлтэд үзүүлэх хариу урвалыг сайжруулахад хувь нэмэр оруулдаг болохыг харуулж байна. Хэт халалт. Эдгээр индексүүдийг янз бүрийн зүйлийн стрессийн нөхцлийг зохицуулах зорилгоор санал болгосон. Ли нар (2010) хийсэн судалгаагаар дунд зэргийн усны стрессийн үед хоёр хөвөнгийн сортын CSI нь ойролцоогоор 0.85 байсан бол сайн усалгаатай сортуудын CSI утга нь 0.4-0.6 хооронд хэлбэлзэж, энэ индекс нь сортуудын усанд дасан зохицох үзүүлэлт юм гэж дүгнэжээ. Стресстэй нөхцөлд. Түүнчлэн, Чавез-Ариас нар (2020) C. elegans ургамалд синтетик өдөөгч бодисын үр нөлөөг цогц стрессийн менежментийн стратеги болгон үнэлж, эдгээр нэгдлээр шүршсэн ургамал нь RTI-ийн өндөр түвшинг (65%) харуулсан болохыг тогтоожээ. Дээр дурдсан зүйлс дээр үндэслэн CK болон BR-ийг будааны нарийн төвөгтэй дулааны стрессд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлэхэд чиглэсэн агрономийн стратеги гэж үзэж болно, учир нь эдгээр ургамлын өсөлтийн зохицуулагч нь биохимийн болон физиологийн эерэг хариу урвалыг өдөөдөг.
Сүүлийн хэдэн жилд Колумбын будааны судалгаа нь физиологийн болон биохимийн шинж чанаруудыг ашиглан өдрийн болон шөнийн өндөр температурт тэсвэртэй генотипийг үнэлэхэд чиглэж ирсэн (Sánchez-Reinoso et al., 2014; Alvarado-Sanabria et al., 2021). Гэсэн хэдий ч сүүлийн хэдэн жилд тус улсад дулааны стрессийн нарийн төвөгтэй үеүүдийн нөлөөллийг сайжруулахын тулд нэгдсэн ургацын менежментийг санал болгохын тулд практик, эдийн засгийн болон ашигтай технологийн шинжилгээ улам бүр чухал болж байна (Calderón-Páez et al., 2021; Quintero-Calderon et al., 2021). Тиймээс энэхүү судалгаанд ажиглагдсан будааны ургамлын нарийн төвөгтэй дулааны стресст (өдөр 40°C/шөнө 30°C) үзүүлэх физиологийн болон биохимийн хариу урвал нь CK эсвэл BR-ээр навчаар шүрших нь сөрөг нөлөөллийг бууруулах тохиромжтой ургацын менежментийн арга байж болохыг харуулж байна. Дунд зэргийн дулааны стрессийн үеүүдийн нөлөө. Эдгээр эмчилгээ нь будааны генотипийн (бага CSI ба өндөр RTI) тэсвэр тэвчээрийг сайжруулж, хосолсон дулааны стрессийн үед ургамлын физиологийн болон биохимийн хариу урвалын ерөнхий чиг хандлагыг харуулж байна. Будааны ургамлын гол хариу үйлдэл нь GC, нийт хлорофилл, α ба β хлорофилл болон каротиноидын агууламж буурсан явдал байв. Үүнээс гадна ургамал нь PSII-ийн гэмтэл (Fv/Fm харьцаа гэх мэт хлорофиллын флуоресценцийн параметрүүд буурсан) болон липидийн хэт исэлдэлт нэмэгдсэн. Нөгөөтэйгүүр, будааг CK болон BR-ээр боловсруулахад эдгээр сөрөг нөлөөг бууруулж, пролины агууламж нэмэгдсэн (Зураг 4).
Зураг 4. Будаа ургамалд дулааны стресс болон навчны ургамлын өсөлтийг зохицуулагч шүршигчийг хослуулан хэрэглэх нөлөөллийн концепцийн загвар. Улаан ба цэнхэр сумнууд нь дулааны стресс болон BR (брассиностероид) ба CK (цитокинин)-ийг навчинд түрхэх харилцан үйлчлэлийн физиологийн болон биохимийн хариу урвалд үзүүлэх сөрөг эсвэл эерэг нөлөөллийг тус тус заана. gs: стоматал дамжуулалт; Нийт Chl: нийт хлорофиллын агууламж; Chl α: хлорофилл β агууламж; Cx+c: каротиноидын агууламж;
Дүгнэж хэлэхэд, энэхүү судалгааны физиологийн болон биохимийн хариу урвалууд нь Fedearroz 2000 будааны ургамал нь Fedearroz 67 будааны ургамлаас илүү нарийн төвөгтэй дулааны стрессийн үед илүү өртөмтгий болохыг харуулж байна. Энэхүү судалгаанд үнэлсэн бүх өсөлтийн зохицуулагчид (ауксин, гиббереллин, цитокинин эсвэл брассиностероид) нь дулааны стрессийг тодорхой хэмжээгээр бууруулсан болохыг харуулсан. Гэсэн хэдий ч цитокинин ба брассиностероидууд нь ургамлын өсөлтийн зохицуулагч хоёулаа ямар ч хэрэглээгүйгээр будааны ургамалтай харьцуулахад хлорофиллын агууламж, альфа-хлорофиллын флуоресценцийн параметрүүд, gs болон RWC-г нэмэгдүүлж, мөн MDA-ийн агууламж болон оройн температурыг бууруулсан тул ургамлын өсөлтийн зохицуулагч (цитокинин ба брассиностероидууд) нь өндөр температурын үед хүнд дулааны стрессээс үүдэлтэй будааны ургацын стрессийн нөхцлийг зохицуулахад хэрэгтэй хэрэгсэл гэж бид дүгнэж байна.
Судалгаанд танилцуулсан анхны материалыг өгүүлэлд хавсаргасан бөгөөд цаашид холбогдох зохиогч руу лавлагаа илгээж болно.