Уур амьсгалын өөрчлөлт болон хүн амын хурдацтай өсөлт нь дэлхийн хүнсний аюулгүй байдлын гол сорилт болж байна. Нэг ирээдүйтэй шийдэл бол ... ашиглах явдал юм.ургамлын өсөлтийн зохицуулагч(PGRs) нь ургацын ургацыг нэмэгдүүлэх, цөлийн уур амьсгал зэрэг таагүй ургалтын нөхцөл байдлыг даван туулахад чиглэгддэг. Саяхан каротиноид заксинон болон түүний хоёр аналог (MiZax3 ба MiZax5) нь хүлэмжийн болон хээрийн нөхцөлд үр тариа, хүнсний ногооны ургацад өсөлтийг дэмжих ирээдүйтэй үйл ажиллагааг харуулсан. Энд бид MiZax3 ба MiZax5-ийн янз бүрийн концентраци (2021 онд 5 μM ба 10 μM; 2022 онд 2.5 μM ба 5 μM) нь Камбожийн хоёр өндөр үнэ цэнэтэй хүнсний ногооны ургац болох төмс, Саудын Арабын гүзээлзгэний ургалт, ургацад үзүүлэх нөлөөг цаашид судалсан. Араб. 2021-2022 оны хооронд хийсэн таван бие даасан хээрийн туршилтаар MiZax-ийг хоёуланг нь хэрэглэснээр ургамлын агрономийн шинж чанар, ургацын бүрэлдэхүүн хэсэг, нийт ургац мэдэгдэхүйц сайжирсан. MiZax нь гумины хүчилээс (харьцуулах зорилгоор энд өргөн хэрэглэгддэг арилжааны нэгдэл) хамаагүй бага тунгаар ашиглагддаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Тиймээс бидний үр дүнгээс харахад MiZax нь цөлийн нөхцөлд болон харьцангуй бага концентрацид ч гэсэн хүнсний ногооны ургацын өсөлт, ургацыг өдөөхөд ашиглаж болох маш ирээдүйтэй ургамлын өсөлтийн зохицуулагч юм.
НҮБ-ын Хүнс, Хөдөө Аж Ахуйн Байгууллагын (ХХААБ) мэдээлснээр, дэлхийн хүн ам өсөн нэмэгдэж буйг тэжээхийн тулд манай хүнсний үйлдвэрлэлийн системүүд 2050 он гэхэд бараг гурав дахин нэмэгдэх ёстой (ХХААБ: Дэлхий 2050 он гэхэд 70% илүү хүнс хэрэгтэй болно1). Үнэндээ хүн амын хурдацтай өсөлт, бохирдол, хортон шавьжны хөдөлгөөн, ялангуяа уур амьсгалын өөрчлөлтөөс үүдэлтэй өндөр температур, ган гачиг зэрэг нь дэлхийн хүнсний аюулгүй байдалд тулгарч буй бэрхшээлүүд юм2. Үүнтэй холбогдуулан хөдөө аж ахуйн ургацын нийт ургацыг оновчтой бус нөхцөлд нэмэгдүүлэх нь энэхүү тулгамдсан асуудлын маргаангүй шийдлүүдийн нэг юм. Гэсэн хэдий ч ургамлын өсөлт, хөгжил нь голчлон хөрсөн дэх шим тэжээлийн хангамжаас хамаардаг бөгөөд ган гачиг, давсжилт эсвэл биотикийн стресс зэрэг хүрээлэн буй орчны сөрөг хүчин зүйлсээр хязгаарлагддаг3,4,5. Эдгээр стресс нь ургацын эрүүл мэнд, хөгжилд сөргөөр нөлөөлж, эцэст нь ургацын ургац буурахад хүргэдэг6. Үүнээс гадна, цэнгэг усны хязгаарлагдмал нөөц нь ургацын усжуулалтад ноцтой нөлөөлдөг бол дэлхийн уур амьсгалын өөрчлөлт нь тариалангийн талбайн хэмжээг зайлшгүй багасгаж, дулааны давалгаа зэрэг үйл явдлууд нь ургацын бүтээмжийг бууруулдаг7,8. Өндөр температур нь Саудын Араб зэрэг дэлхийн олон хэсэгт түгээмэл тохиолддог. Биостимулятор буюу ургамлын өсөлтийн зохицуулагч (PGR) хэрэглэх нь өсөлтийн мөчлөгийг богиносгож, ургацыг нэмэгдүүлэхэд тустай. Энэ нь ургацын уян хатан чанарыг сайжруулж, ургамалд тааламжгүй ургалтын нөхцөлд дасан зохицох боломжийг олгодог9. Үүнтэй холбогдуулан ургамлын өсөлт, бүтээмжийг сайжруулахын тулд биостимулятор болон ургамлын өсөлтийн зохицуулагчийг оновчтой концентрацид ашиглаж болно10,11.
Каротиноидууд нь фитогормонууд болох абсцисийн хүчил (ABA) ба стриголактон (SL)12,13,14, мөн саяхан нээгдсэн өсөлтийн зохицуулагч болох заксинон, анорен, циклоцитрал15,16,17,18,19-ийн урьдал бодис болдог тетратерпеноидууд юм. Гэсэн хэдий ч каротиноидын деривативуудыг оролцуулан ихэнх бодит метаболитууд нь байгалийн эх үүсвэр хязгаарлагдмал бөгөөд/эсвэл тогтворгүй тул энэ салбарт шууд хэрэглэхэд хэцүү болгодог. Тиймээс сүүлийн хэдэн жилийн хугацаанд хөдөө аж ахуйн хэрэглээнд зориулж хэд хэдэн ABA болон SL аналог/миметикийг боловсруулж, туршсан20,21,22,23,24,25. Үүнтэй адилаар бид саяхан элсэн чихрийн солилцоог сайжруулж, будааны үндэс дэх SL гомеостазыг зохицуулах замаар үр нөлөө үзүүлдэг өсөлтийг дэмждэг метаболит болох заксинон (MiZax)-ийн миметикийг боловсруулсан19,26. Заксинон 3 (MiZax3) болон MiZax5 (химийн бүтцийг Зураг 1A-д үзүүлэв)-ийн дуураймал шинж чанарууд нь гидропоник аргаар болон хөрсөнд ургуулсан зэрлэг төрлийн будааны ургамалд заксинонтой харьцуулахуйц биологийн идэвхжил үзүүлсэн26. Түүнчлэн, улаан лооль, дал модны дал мод, ногоон чинжүү, хулууг заксинон, MiZax3 болон MiZx5-аар боловсруулснаар хүлэмжийн болон задгай талбайн нөхцөлд ургамлын өсөлт, бүтээмж, өөрөөр хэлбэл чинжүүний ургац, чанарыг сайжруулсан нь тэдгээрийн биостимулятор болох үүргийг болон PGR27-ийн хэрэглээг харуулж байна. Сонирхолтой нь, MiZax3 болон MiZax5 нь давсжилт өндөр нөхцөлд ургуулсан ногоон чинжүүний давсны тэсвэрлэлтийг сайжруулсан бөгөөд MiZax3 нь цайр агуулсан металл-органик хүрээтэй капсулжуулахад жимсний цайрын агууламжийг нэмэгдүүлсэн7,28.
(A) MiZax3 болон MiZax5-ийн химийн бүтэц. (B) 5 µM ба 10 µM концентрацид MZ3 болон MZ5-ийг навчаар шүрших нь задгай талбайн нөхцөлд төмсний ургамалд үзүүлэх нөлөө. Туршилт 2021 онд явагдана. Өгөгдлийг дундаж ± SD гэж үзүүлэв. n≥15. Статистикийн шинжилгээг нэг талын дисперсийн шинжилгээ (ANOVA) болон Tukey-ийн post hoc тестийг ашиглан хийсэн. Од тэмдэг нь симуляцитай харьцуулахад статистикийн хувьд мэдэгдэхүйц ялгааг харуулж байна (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, ач холбогдолгүй). HA – гумины хүчил; MZ3, MiZax3, MiZax5; HA – гумины хүчил; MZ3, MiZax3, MiZax5;
Энэхүү бүтээлдээ бид MiZax (MiZax3 ба MiZax5)-ийг гурван навчны концентрацид (2021 онд 5 µM ба 10 µM, 2022 онд 2.5 µM ба 5 µM) үнэлж, төмстэй (Solanum tuberosum L) харьцуулсан. Арилжааны өсөлтийн зохицуулагч гумины хүчил (HA)-г 2021, 2022 онд гүзээлзгэний хүлэмжийн туршилтаар болон цөлийн уур амьсгалтай бүс нутаг болох Саудын Арабын Вант улсад хийсэн дөрвөн хээрийн туршилтаар гүзээлзгэнэтэй (Fragaria ananassa) харьцуулсан. Хэдийгээр HA нь хөрсөнд шим тэжээлийн хүртээмжийг нэмэгдүүлэх, дааврын гомеостазыг зохицуулах замаар ургацын өсөлтийг дэмжих зэрэг олон ашигтай нөлөө үзүүлдэг өргөн хэрэглэгддэг биостимулятор боловч бидний үр дүнгээс харахад MiZax нь HA-аас илүү давуу талтай юм.
Даймонд сортын төмсний булцууг Саудын Арабын Жидда хотын Жаббар Нассер Аль Биши худалдааны компаниас худалдаж авсан. "Sweet Charlie" болон "Festival" гэсэн хоёр төрлийн гүзээлзгэний суулгац болон гумины хүчлийг Саудын Арабын Рияд хотын Modern Agritech компаниас худалдаж авсан. Энэхүү ажилд ашигласан бүх ургамлын материал нь Устаж болзошгүй зүйлүүдийг хамарсан судалгааны IUCN-ийн бодлогын мэдэгдэл болон Зэрлэг амьтан, ургамлын устаж болзошгүй зүйлүүдийг худалдаалах тухай конвенцийг дагаж мөрддөг.
Туршилтын талбай нь Саудын Арабын Хада Аль-Шам хотод (21°48′3″N, 39°43′25″E) байрладаг. Хөрс нь элсэрхэг шавранцар, рН 7.8, EC 1.79 dcm-130. Хөрсний шинж чанарыг Нэмэлт Хүснэгт S1-д үзүүлэв.
Жинхэнэ навчны үе шатанд байгаа гурван гүзээлзгэнэ (Fragaria x ananassa D. var. Festival) суулгацыг гурван бүлэгт хувааж, хүлэмжийн нөхцөлд 10 μM MiZax3 болон MiZax5-аар навчны шүрших нь өсөлтийн шинж чанар болон цэцэглэлтийн хугацаанд хэрхэн нөлөөлж байгааг үнэлэв. Загварчлалын эмчилгээ болгон навчийг усаар (0.1% ацетон агуулсан) шүршихийг ашигласан. MiZax навчны шүршигчийг нэг долоо хоногийн зайтай 7 удаа түрхсэн. 2021 оны 9-р сарын 15, 28-нд тус тус хоёр бие даасан туршилт хийсэн. Нэгдлийн эхний тун нь 50 мл бөгөөд дараа нь аажмаар 250 мл хүртэл нэмэгдүүлсэн. Дараалсан хоёр долоо хоногийн турш цэцэглэдэг ургамлын тоог өдөр бүр тэмдэглэж, дөрөв дэх долоо хоногийн эхээр цэцэглэлтийн хурдыг тооцоолсон. Өсөлтийн шинж чанарыг тодорхойлохын тулд өсөлтийн үе шатны төгсгөл болон үржлийн үе шатны эхэнд навчны тоо, ургамлын шинэхэн болон хуурай жин, нийт навчны талбай, ургамал тус бүрийн столонуудын тоог хэмжсэн. Навчны талбайг навчны талбай хэмжигч ашиглан хэмжиж, шинэхэн дээжийг 100°C температурт зууханд 48 цагийн турш хатаасан.
Хоёр хээрийн туршилт хийсэн: эрт болон орой хагалах. “Димант” сортын төмсний булцууг арваннэгдүгээр болон хоёрдугаар сард эрт болон орой боловсорч гүйцсэн үетэйгээр тарьдаг. Биостимулятор (MiZax-3 ба -5)-ийг 5.0 ба 10.0 µM (2021), 2.5 ба 5.0 µM (2022) концентрацид ашигладаг. Гумины хүчил (HA)-г долоо хоногт 8 удаа 1 г/л-ээр шүршинэ. Ус эсвэл ацетоныг сөрөг хяналт болгон ашигласан. Хээрийн туршилтын загварыг (Нэмэлт Зураг S1)-д үзүүлэв. Хээрийн туршилтыг хийхэд 2.5 м × 3.0 м талбай бүхий санамсаргүй бүрэн блокийн загвар (RCBD) ашигласан. Боловсруулалт бүрийг бие даасан давталт болгон гурван удаа давтсан. Талбай бүрийн хоорондох зай 1.0 м, блок бүрийн хоорондох зай 2.0 м байна. Ургамлын хоорондох зай 0.6 м, эгнээ хоорондын зай 1 м байна. Төмсний ургамлыг өдөр бүр дусаагуур тутамд 3.4 литр усалгаагаар усалдаг байсан. Ургамлыг усжуулахын тулд систем өдөрт хоёр удаа 10 минутын турш ажилладаг. Гангийн нөхцөлд төмс тариалах бүх агротехникийн аргыг хэрэглэсэн. Тариалснаас хойш дөрвөн сарын дараа ургамлын өндөр (см), ургамал дахь мөчрийн тоо, төмсний найрлага, ургац, булцууны чанарыг стандарт аргаар хэмжсэн.
Гүзээлзгэний хоёр сортын (Sweet Charlie болон Festival) суулгацыг хээрийн нөхцөлд туршиж үзсэн. Биостимулятор (MiZax-3 ба -5)-ийг долоо хоногт найман удаа 5.0 ба 10.0 µM (2021), 2.5 ба 5.0 µM (2022) концентрацитай навч цацах хэлбэрээр ашигласан. Нэг литрт 1 г HA-г MiZax-3 ба -5-тай зэрэгцүүлэн навчны цацалт болгон ашиглаж, H2O хяналтын холимог эсвэл сөрөг хяналт болгон ацетон хэрэглэнэ. Гүзээлзгэний суулгацыг арваннэгдүгээр сарын эхээр 2.5 x 3 м хэмжээтэй талбайд ургамлын зай 0.6 м, эгнээ зай 1 м-тэй тарьсан. Туршилтыг RCBD дээр хийж, гурван удаа давтан хийсэн. Ургамлыг өдөр бүр 7:00, 17:00 цагт 0.6 м зайтай, 3.4 л багтаамжтай дуслын усалгааны систем ашиглан 10 минутын турш усалсан. Агротехникийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд болон ургацын параметрүүдийг ургалтын улиралд хэмжсэн. Жимсний чанарыг TSS (%), С32 витамин, хүчиллэг чанар болон нийт фенолын нэгдлүүд33 зэрэг үзүүлэлтүүдийг Хаан Абдулазизын Их Сургуулийн Ургац хураалтын дараах физиологи, технологийн лабораторид үнэлсэн.
Өгөгдлийг дундаж утгаар, хэлбэлзлийг стандарт хазайлтаар илэрхийлнэ. Статистикийн ач холбогдлыг p < 0.05 магадлалын түвшинг ашиглан Тукигийн олон харьцуулалтын тест эсвэл хоёр талт Стьюдентын t тест ашиглан нэг талын ANOVA (нэг талын ANOVA) эсвэл хоёр талын ANOVA ашиглан тодорхойлж, мэдэгдэхүйц ялгааг илрүүлсэн (*p < 0.05, * *p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001). Бүх статистик тайлбарыг GraphPad Prism хувилбар 8.3.0 ашиглан гүйцэтгэсэн. Холбоог R багц 34 ашиглан олон хувьсагчтай статистикийн арга болох үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгийн шинжилгээ (PCA) ашиглан туршсан.
Өмнөх тайланд бид цэцэрлэгжүүлэлтийн ургамалд 5 ба 10 μM концентрацид MiZax-ийн өсөлтийг дэмжих идэвхийг харуулсан бөгөөд Хөрсний ургамлын шинжилгээнд (SPAD)27 хлорофиллын индикаторыг сайжруулсан. Эдгээр үр дүнд үндэслэн бид 2021 онд цөлийн уур амьсгалд хийсэн хээрийн туршилтаар дэлхийн чухал хүнсний ургац болох төмсөнд MiZax-ийн нөлөөг үнэлэхэд ижил концентрацийг ашигласан. Ялангуяа бид MiZax нь фотосинтезийн эцсийн бүтээгдэхүүн болох цардуулын хуримтлалыг нэмэгдүүлж чадах эсэхийг турших сонирхолтой байсан. Ерөнхийдөө MiZax-ийг хэрэглэснээр төмсний ургамлын ургалтыг гумины хүчил (HA)-тай харьцуулахад сайжруулж, ургамлын өндөр, биомасс, мөчрийн тоог нэмэгдүүлсэн (Зураг 1B). Үүнээс гадна, 5 μM MiZax3 болон MiZax5 нь 10 μM-тэй харьцуулахад ургамлын өндөр, мөчрийн тоо, ургамлын биомассыг нэмэгдүүлэхэд илүү хүчтэй нөлөө үзүүлсэн болохыг бид ажигласан (Зураг 1B). Өсөлт сайжирсны зэрэгцээ MiZax нь хурааж авсан булцууны тоо, жингээр хэмжигдсэн ургацыг нэмэгдүүлсэн. MiZax-ийг 10 μM концентрацид хэрэглэхэд нийт ашигтай нөлөө бага мэдрэгдсэн нь эдгээр нэгдлүүдийг үүнээс бага концентрацид хэрэглэх шаардлагатайг харуулж байна (Зураг 1B). Үүнээс гадна, ацетон (мок) болон усны (хяналтын) боловсруулалтын хооронд бүртгэгдсэн бүх параметрүүдэд ялгаа ажиглагдаагүй бөгөөд ажиглагдсан өсөлтийн модуляцийн нөлөө нь уусгагчаас үүсээгүй болохыг харуулж байгаа бөгөөд энэ нь бидний өмнөх тайлантай нийцэж байна27.
Саудын Арабт төмсний тариалалтын улирал эрт болон хожуу боловсорч гүйцэх үеэс бүрддэг тул бид 2022 онд хоёр улирлын турш бага концентрацитай (2.5 ба 5 µM) ашиглан хоёр дахь хээрийн судалгааг явуулж, задгай талбайн улирлын нөлөөллийг үнэлсэн (Нэмэлт зураг S2A). Хүлээгдэж байсанчлан, 5 µM MiZax-ийг хоёр удаа хэрэглэснээр эхний туршилттай төстэй өсөлтийг дэмжих нөлөө үзүүлсэн: ургамлын өндөр нэмэгдэх, мөчирлөх нь нэмэгдэх, биомассын хэмжээ нэмэгдэх, булцууны тоо нэмэгдэх (Зураг 2; Нэмэлт зураг S3). Чухал зүйл бол бид эдгээр PGR-ийн 2.5 µM концентрацид мэдэгдэхүйц нөлөө ажигласан бол GA эмчилгээ нь урьдчилан таамагласан үр нөлөөг харуулаагүй. Энэ үр дүн нь MiZax-ийг хүлээгдэж байснаас бага концентрацид ч ашиглаж болохыг харуулж байна. Үүнээс гадна, MiZax-ийг хэрэглэснээр булцууны урт, өргөн нэмэгдсэн (Нэмэлт зураг S2B). Мөн булцууны жин мэдэгдэхүйц нэмэгдсэнийг бид тогтоосон боловч 2.5 µM концентрацийг зөвхөн хоёр тариалалтын улиралд хэрэглэсэн;
KAU талбайд эрт боловсорч гүйцсэн төмсний ургамалд MiZax-ийн нөлөөллийн ургамлын фенотипийн үнэлгээг 2022 онд хийсэн. Өгөгдөл нь дундаж ± стандарт хазайлтыг илэрхийлнэ. n≥15. Статистикийн шинжилгээг нэг талын дисперсийн шинжилгээ (ANOVA) болон Tukey-ийн post hoc тестийг ашиглан хийсэн. Од тэмдэг нь симуляцитай харьцуулахад статистикийн хувьд мэдэгдэхүйц ялгааг харуулж байна (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, ач холбогдолгүй). HA – гумины хүчил; MZ3, MiZax3, MiZax5; HA – гумины хүчил; MZ3, MiZax3, MiZax5;
Эмчилгээний (T) болон жилийн (Y) үр нөлөөг илүү сайн ойлгохын тулд тэдгээрийн харилцан үйлчлэлийг (T x Y) судлахын тулд хоёр талын ANOVA ашигласан. Бүх биостимуляторууд (T) нь төмсний ургамлын өндөр болон биомассыг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлсэн боловч зөвхөн MiZax3 болон MiZax5 нь булцууны тоо болон жинг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлсэн нь төмсний булцууны хоёр MiZax-д үзүүлэх хоёр чиглэлт хариу үйлдэл нь үндсэндээ ижил төстэй болохыг харуулж байна (Зураг 3)). Үүнээс гадна, улирлын эхэнд цаг агаар (https://www.timeanddate.com/weather/saudi-arabia/jeddah/climate) илүү халуун болдог (дундаж температур 28 °C, чийгшил 52% (2022)), энэ нь булцууны нийт биомассыг мэдэгдэхүйц бууруулдаг (Зураг 2; Нэмэлт зураг S3).
5 µm боловсруулалт (T), жил (Y) болон тэдгээрийн харилцан үйлчлэлийн (T x Y) төмсөнд үзүүлэх нөлөөллийг судална уу. Өгөгдөл нь дундаж ± стандарт хазайлтыг илэрхийлнэ. n ≥ 30. Статистикийн шинжилгээг хоёр талын дисперсийн шинжилгээ (ANOVA) ашиглан хийсэн. Од тэмдэг нь симуляцитай харьцуулахад статистикийн хувьд мэдэгдэхүйц ялгааг харуулж байна (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, ач холбогдолгүй). HA – гумины хүчил; MZ3, MiZax3, MiZax5;
Гэсэн хэдий ч Майзакс эмчилгээ нь хожуу боловсорч гүйцсэн ургамлын ургалтыг өдөөх хандлагатай хэвээр байв. Ерөнхийдөө бидний гурван бие даасан туршилтаар MiZax-ийг хэрэглэх нь мөчрийн тоог нэмэгдүүлэх замаар ургамлын бүтцэд мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлдэг болохыг эргэлзээгүйгээр харуулсан. Үнэндээ MiZax эмчилгээний дараа мөчрийн тоонд (T) ба (Y) хооронд хоёр талын харилцан үйлчлэлийн мэдэгдэхүйц нөлөө ажиглагдсан (Зураг 3). Энэ үр дүн нь стриголактон (SL) биосинтезийн сөрөг зохицуулагч болох тэдний идэвхжилтэй нийцэж байна26. Нэмж дурдахад, бид өмнө нь Заксинон эмчилгээ нь будааны үндэст цардуул хуримтлагдахад хүргэдэг болохыг харуулсан35 бөгөөд энэ нь булцуу нь голчлон цардуулаас бүрддэг тул MiZax эмчилгээний дараа төмсний булцууны хэмжээ, жин нэмэгдэхийг тайлбарлаж болох юм.
Жимсний ургац нь эдийн засгийн чухал ургамал юм. Гүзээлзгэнэ нь ган гачиг, өндөр температур зэрэг абиотик стрессийн нөхцөлд мэдрэмтгий байдаг. Тиймээс бид навчийг шүрших замаар MiZax-ийн гүзээлзгэнэд үзүүлэх нөлөөг судалсан. Бид эхлээд гүзээлзгэний ургалтад үзүүлэх нөлөөг үнэлэхийн тулд MiZax-ийг 10 µM концентрацитайгаар өгсөн (сультив Фестиваль). Сонирхолтой нь, MiZax3 нь мөчирлөлт нэмэгдсэнтэй холбоотойгоор столонуудын тоог мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлсэн бол MiZax5 нь хүлэмжийн нөхцөлд цэцэглэлтийн хурд, ургамлын биомасс, навчны талбайг сайжруулсан (Нэмэлт зураг S4) бөгөөд энэ нь эдгээр хоёр нэгдэл биологийн хувьд харилцан адилгүй байж болохыг харуулж байна. Үйл явдал 26,27. Бодит хөдөө аж ахуйн нөхцөлд гүзээлзгэнэд үзүүлэх нөлөөг илүү сайн ойлгохын тулд бид 2021 онд хагас элсэрхэг хөрсөнд ургуулсан гүзээлзгэнэ ургамалд (харьцуулбал Sweet Charlie) 5 ба 10 µM MiZax-ийг хэрэглэж хээрийн туршилт хийсэн (зураг S5A). GC-тэй харьцуулахад бид ургамлын биомассын өсөлт ажиглагдаагүй боловч жимсний тоо нэмэгдэх хандлагатай байгааг олж мэдсэн (Зураг C6A-B). Гэсэн хэдий ч MiZax-ийг хэрэглэснээр нэг жимсний жин мэдэгдэхүйц нэмэгдэж, концентрациас хамааралтай болохыг илтгэсэн (Нэмэлт зураг S5B; Нэмэлт зураг S6B), энэ нь цөлийн нөхцөлд хэрэглэхэд эдгээр ургамлын өсөлтийн зохицуулагч нь гүзээлзгэний жимсний чанарт хэрхэн нөлөөлж байгааг харуулж байна.
Өсөлтийг дэмжих нөлөө нь сортын төрлөөс хамаардаг эсэхийг ойлгохын тулд бид Саудын Арабт хоёр арилжааны гүзээлзгэний сорт (Sweet Charlie болон Festival) сонгож, 2022 онд MiZax-ийн бага концентраци (2.5 ба 5 µM) ашиглан хоёр хээрийн судалгаа хийсэн. Sweet Charlie-ийн хувьд нийт жимсний тоо мэдэгдэхүйц өсөөгүй ч MiZax-аар боловсруулсан ургамлын хувьд жимсний биомасс ерөнхийдөө өндөр байсан бөгөөд MiZax3-ийн боловсруулалтын дараа талбай дахь жимсний тоо нэмэгдсэн (Зураг 4). Эдгээр өгөгдлүүд нь MiZax3 болон MiZax5-ийн биологийн идэвхжил өөр байж болохыг харуулж байна. Үүнээс гадна, Myzax-ээр боловсруулсны дараа ургамлын шинэхэн болон хуурай жин, түүнчлэн ургамлын найлзуурын урт нэмэгдсэнийг бид ажигласан. Столон болон шинэ ургамлын тоотой холбоотойгоор бид зөвхөн 5 µM MiZax-д өсөлт ажигласан (Зураг 4), энэ нь MiZax-ийн оновчтой зохицуулалт нь ургамлын төрөл зүйлээс хамаардаг болохыг харуулж байна.
2022 онд KAU талбайгаас авсан MiZax-ийн ургамлын бүтэц болон гүзээлзгэний ургацад (Sweet Charlie сорт) үзүүлэх нөлөө. Өгөгдөл нь дундаж ± стандарт хазайлтыг илэрхийлнэ. n ≥ 15 боловч талбай дахь жимсний тоог гурван талбайгаас дунджаар 15 ургамлаас тооцоолсон (n = 3). Статистикийн шинжилгээг нэг талын дисперсийн шинжилгээ (ANOVA) болон Tukey-ийн post hoc тест эсвэл хоёр сүүлт Student-ийн t тест ашиглан хийсэн. Од тэмдэг нь симуляцитай харьцуулахад статистикийн хувьд мэдэгдэхүйц ялгааг харуулж байна (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, ач холбогдолгүй). HA – гумины хүчил; MZ3, MiZax3, MiZax5;
Бид мөн Фестивалийн сортын гүзээлзгэнэд жимсний жин болон ургамлын биомасстай холбоотой ижил төстэй өсөлтийг өдөөх үйл ажиллагааг ажигласан (Зураг 5), гэхдээ ургамал эсвэл талбай дахь жимсний нийт тоонд мэдэгдэхүйц ялгаа олдсонгүй (Зураг 5); . Сонирхолтой нь, MiZax хэрэглэснээр ургамлын урт болон столонуудын тоо нэмэгдсэн нь эдгээр ургамлын өсөлтийн зохицуулагчийг жимсний ургацын ургалтыг сайжруулахад ашиглаж болохыг харуулж байна (Зураг 5). Нэмж дурдахад, бид талбайгаас цуглуулсан хоёр сортын жимсний чанарыг ойлгохын тулд хэд хэдэн биохимийн үзүүлэлтийг хэмжсэн боловч бүх боловсруулалтын хооронд ямар ч ялгаа олдсонгүй (Нэмэлт зураг S7; Нэмэлт зураг S8).
KAU талбайд (Festival сорт), 2022 онд ургамлын бүтэц болон гүзээлзгэний ургацад MiZax-ийн нөлөө. Өгөгдөл нь дундаж ± стандарт хазайлт юм. n ≥ 15 боловч талбай дахь жимсний тоог гурван талбайгаас дунджаар 15 ургамлаас тооцоолсон (n = 3). Статистикийн шинжилгээг нэг талын дисперсийн шинжилгээ (ANOVA) болон Tukey-ийн post hoc тест эсвэл хоёр сүүлт Student-ийн t тест ашиглан хийсэн. Од тэмдэг нь симуляцитай харьцуулахад статистикийн хувьд мэдэгдэхүйц ялгааг харуулж байна (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, ач холбогдолгүй). HA – гумины хүчил; MZ3, MiZax3, MiZax5;
Гүзээлзгэний судалгаагаар MiZax3 болон MiZax5-ийн биологийн идэвхжил өөр байсан. Бид эхлээд нэг сорт (Sweet Charlie) дээр эмчилгээний (T) болон жилийн (Y) нөлөөг хоёр талын ANOVA ашиглан тэдгээрийн харилцан үйлчлэлийг (T x Y) тодорхойлсон. Тиймээс GA нь гүзээлзгэний сорт (Sweet Charlie)-д ямар ч нөлөө үзүүлээгүй бол 5 μM MiZax3 болон MiZax5 нь ургамал болон жимсний биомассыг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлсэн (Зураг 6) бөгөөд энэ нь хоёр MiZax-ийн хоёр талын харилцан үйлчлэл нь гүзээлзгэний өсөлтөд маш төстэй болохыг харуулж байна. Ургац хураалтын үр дүнд.
5 µM эмчилгээний (T), жил (Y) болон тэдгээрийн харилцан үйлчлэлийн (T x Y) гүзээлзгэнэд үзүүлэх нөлөөг үнэлнэ үү (cv. Sweet Charlie). Өгөгдөл нь дундаж ± стандарт хазайлтыг илэрхийлнэ. n ≥ 30. Статистикийн шинжилгээг хоёр талын дисперсийн шинжилгээ (ANOVA) ашиглан хийсэн. Од тэмдэг нь симуляцитай харьцуулахад статистикийн хувьд мэдэгдэхүйц ялгааг харуулж байна (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, ач холбогдолгүй). HA – гумины хүчил; MZ3, MiZax3, MiZax5;
Түүнчлэн, хоёр сортын MiZax идэвхжил бага зэрэг ялгаатай байсан тул (Зураг 4; Зураг 5) бид хоёр талын ANOVA харьцуулсан эмчилгээ (T) болон хоёр сорт (C)-ийг хийсэн. Нэгдүгээрт, ямар ч эмчилгээ талбай дахь жимсний тоонд нөлөөлөөгүй (Зураг 7), энэ нь (T x C) хооронд мэдэгдэхүйц харилцан үйлчлэл байхгүйг харуулж байгаа бөгөөд MiZax болон HA аль нь ч нийт жимсний тоонд нөлөөлдөггүй болохыг харуулж байна. Үүний эсрэгээр, MiZax (гэхдээ HA биш) нь ургамлын жин, жимсний жин, столон болон шинэ ургамлын жинг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлсэн (Зураг 7), энэ нь MiZax3 болон MiZax5 нь янз бүрийн гүзээлзгэний ургамлын сортуудын өсөлтийг мэдэгдэхүйц дэмждэг болохыг харуулж байна. Хоёр талын ANOVA (T x Y) болон (T x C) дээр үндэслэн MiZax3 болон MiZax5-ийн хээрийн нөхцөлд өсөлтийг дэмжих үйл ажиллагаа маш төстэй бөгөөд тууштай байна гэж бид дүгнэж болно.
5 µM (T), хоёр сорт (C) болон тэдгээрийн харилцан үйлчлэлээр (T x C) гүзээлзгэний боловсруулалтын үнэлгээ. Өгөгдөл нь дундаж ± стандарт хазайлтыг илэрхийлнэ. n ≥ 30 боловч талбай дахь жимсний тоог гурван талбайгаас дунджаар 15 ургамлаас тооцоолсон (n = 6). Статистикийн шинжилгээг хоёр талын дисперсийн шинжилгээ (ANOVA) ашиглан хийсэн. Од тэмдэг нь симуляцитай харьцуулахад статистикийн хувьд мэдэгдэхүйц ялгааг харуулж байна (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, ач холбогдолгүй). HA – гумины хүчил; MZ3, MiZax3, MiZax5;
Эцэст нь бид төмс (T x Y) болон гүзээлзгэнэ (T x C)-д хэрэглэсэн нэгдлүүдийн нөлөөг үнэлэхийн тулд үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгийн шинжилгээ (PCA)-г ашигласан. Эдгээр тоо баримтаас харахад HA эмчилгээ нь төмсөнд ацетон эсвэл гүзээлзгэний усанд төстэй (Зураг 8) бөгөөд энэ нь ургамлын өсөлтөд харьцангуй бага эерэг нөлөө үзүүлж байгааг харуулж байна. Сонирхолтой нь, MiZax3 болон MiZax5-ийн нийт нөлөө төмсөнд ижил тархалттай байсан (Зураг 8A), харин гүзээлзгэний эдгээр хоёр нэгдлийн тархалт өөр байсан (Зураг 8B). MiZax3 болон MiZax5 нь ургамлын өсөлт, ургацад голчлон эерэг тархалттай байсан ч PCA шинжилгээгээр өсөлтийн зохицуулалтын идэвхжил нь ургамлын төрөл зүйлээс хамаарч болохыг харуулсан.
(A) төмс (T x Y) болон (B) гүзээлзгэний (T x C) үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгийн шинжилгээ (PCA). Хоёр бүлгийн оноог зур. Бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийг холбосон шугам нь кластерын төв рүү хөтөлдөг.
Дүгнэж хэлэхэд, хоёр өндөр үнэ цэнэтэй ургацын таван бие даасан хээрийн судалгаан дээр үндэслэн, мөн 2020-2022 оны өмнөх тайлангуудтай нийцүүлэн 26,27, MiZax3 болон MiZax5 нь ургамлын өсөлт, ургацыг сайжруулж чадах ирээдүйтэй ургамлын өсөлтийн зохицуулагч юм. Үүнд үр тариа, модлог ургамал (давсны дал мод), цэцэрлэгжүүлэлтийн жимсний ургац орно. Хэдийгээр биологийн идэвхжилээс гаднах молекулын механизм нь тодорхойгүй хэвээр байгаа ч хээрийн хэрэглээнд маш их боломжтой. Хамгийн гол нь гумины хүчилтэй харьцуулахад MiZax-ийг хамаагүй бага хэмжээгээр (микромол эсвэл миллиграмм түвшин) хэрэглэдэг бөгөөд эерэг нөлөө нь илүү тод илэрдэг. Тиймээс бид MiZax3-ийн нэг удаагийн хэрэглээний тунг (багаас өндөр концентраци хүртэл): 3, 6 эсвэл 12 г/га, MiZx5-ийн тунг 4, 7 эсвэл 13 г/га гэж тооцоолсон нь эдгээр PGR-ийг ургацын ургацыг сайжруулахад ашигтай болгож байна. Энэ нь нэлээд боломжтой юм.
Нийтэлсэн цаг: 2024 оны 7-р сарын 29