Ургамлын өсөлтийн зохицуулагчид (PGRs)стресстэй нөхцөлд ургамлын хамгаалалтыг сайжруулах зардал багатай арга юм. Энэхүү судалгаагаар хоёр хүний чадварыг судалсанPGRs, тиокарбамид (TU) болон аргинин (Arg) нь улаан буудайн давсны стрессийг багасгах. Үр дүн нь TU болон Arg, ялангуяа хамт хэрэглэвэл давсны стрессийн үед ургамлын өсөлтийг зохицуулж чаддаг болохыг харуулсан. Тэдний эмчилгээ нь антиоксидант ферментийн үйл ажиллагааг эрс нэмэгдүүлж, улаан буудайн суулгац дахь реактив хүчилтөрөгчийн төрөл (ROS), малондиальдегид (MDA), харьцангуй электролитийн алдагдал (REL) -ийн түвшинг бууруулсан. Нэмж дурдахад эдгээр эмчилгээ нь Na+, Ca2+-ийн концентраци болон Na+/K+ харьцааг эрс бууруулж, харин K+-ийн концентрацийг ихээхэн нэмэгдүүлж, улмаар ион-осмотик тэнцвэрийг хадгалсан. Хамгийн чухал нь TU болон Arg нь давсны стрессийн үед улаан буудайн суулгацын хлорофилийн агууламж, цэвэр фотосинтезийн хурд, хийн солилцооны хурдыг ихээхэн нэмэгдүүлсэн. TU болон Arg-ийг дангаар нь эсвэл хослуулан хэрэглэснээр хуурай бодисын хуримтлалыг 9.03-47.45% -иар нэмэгдүүлэх боломжтой бөгөөд тэдгээрийг хамтад нь хэрэглэхэд хамгийн их өсөлт байв. Эцэст нь хэлэхэд, энэхүү судалгаа нь исэлдэлтийн гомеостаз ба ионы тэнцвэрийг хадгалах нь ургамлын давсны стрессийг тэсвэрлэх чадварыг нэмэгдүүлэхэд чухал ач холбогдолтой болохыг онцлон тэмдэглэв. Үүнээс гадна TU, Arg-ийг боломжит гэж зөвлөсөнургамлын өсөлтийн зохицуулагч,ялангуяа хамтад нь хэрэглэвэл улаан буудайн ургацыг нэмэгдүүлэх.
Уур амьсгал, хөдөө аж ахуйн үйл ажиллагааны хурдацтай өөрчлөлт нь хөдөө аж ахуйн экосистемийн доройтлыг нэмэгдүүлж байна1. Хамгийн ноцтой үр дагаврын нэг нь дэлхийн хүнсний аюулгүй байдалд заналхийлж буй газрын давсжилт юм2. Одоогийн байдлаар дэлхийн тариалангийн талбайн 20 орчим хувь нь давсжилтанд нэрвэгдэж байгаа бөгөөд 2053 он гэхэд энэ үзүүлэлт 50% хүртэл өсөх магадлалтай. Давс шүлтийн стресс нь ургамлын үндэст осмосын стресс үүсгэж улмаар ургамлын ионы тэнцвэрт байдлыг алдагдуулдаг4. Ийм таагүй нөхцөл байдал нь хлорофилийн задралыг хурдасгаж, фотосинтезийн хурдыг бууруулж, бодисын солилцооны эмгэгийг үүсгэж, улмаар ургамлын гарц буурахад хүргэдэг5,6. Түүнчлэн, нийтлэг ноцтой үр дагавар нь реактив хүчилтөрөгчийн төрөл (ROS) нэмэгдэж, ДНХ, уураг, липид зэрэг янз бүрийн биомолекулуудад исэлдэлтийн гэмтэл учруулж болзошгүй юм.
Улаан буудай (Triticum aestivum) нь дэлхийн хамгийн чухал үр тарианы нэг юм. Энэ нь зөвхөн хамгийн өргөн тариалдаг үр тарианы ургац төдийгүй арилжааны чухал ургац юм8. Гэвч улаан буудай нь давсанд мэдрэмтгий байдаг тул өсөлтийг нь саатуулж, физиологи, биохимийн процессыг алдагдуулж, ургацыг ихээхэн бууруулдаг. Давсны стрессийн нөлөөг бууруулах гол стратеги нь генетикийн өөрчлөлт, ургамлын өсөлтийг зохицуулагчийг ашиглах явдал юм. Генетикийн хувьд өөрчлөгдсөн организм (GM) нь давсанд тэсвэртэй улаан буудайн сортуудыг хөгжүүлэхэд ген засварлах болон бусад арга техникийг ашиглах явдал юм9,10. Нөгөөтэйгүүр, ургамлын өсөлтийн зохицуулагчид физиологийн үйл ажиллагаа, давстай холбоотой бодисын хэмжээг зохицуулах замаар улаан буудайн давсны тэсвэржилтийг сайжруулж, улмаар стрессийн хор хөнөөлийг бууруулдаг11. Эдгээр зохицуулагчид нь ерөнхийдөө трансген аргуудаас илүү хүлээн зөвшөөрөгдсөн бөгөөд өргөн хэрэглэгддэг. Эдгээр нь давсжилт, ган гачиг, хүнд металл зэрэг янз бүрийн абиотик стресст ургамлын тэсвэр тэвчээрийг нэмэгдүүлж, үрийн соёололт, шим тэжээлийн шингээлт, нөхөн үржихүйн өсөлтийг дэмжиж, улмаар ургац, чанарыг нэмэгдүүлнэ. 12 Ургамлын өсөлтийн зохицуулагчид нь байгаль орчинд ээлтэй, хэрэглэхэд хялбар, өртөг хэмнэлттэй, практикт нийцсэн учраас ургацын өсөлтийг хангах, ургац, чанарыг хадгалахад чухал үүрэгтэй. 13 Гэсэн хэдий ч эдгээр модуляторууд нь ижил төстэй үйл ажиллагааны механизмтай байдаг тул тэдгээрийн аль нэгийг нь дангаар нь ашиглах нь үр дүнтэй биш байж магадгүй юм. Улаан буудайн давсны тэсвэржилтийг сайжруулах өсөлтийн зохицуулагчийн хослолыг олох нь сөрөг нөхцөлд улаан буудайн үржил шимийг нэмэгдүүлэх, ургацыг нэмэгдүүлэх, хүнсний аюулгүй байдлыг хангахад чухал ач холбогдолтой юм.
TU болон Arg-ийн хосолсон хэрэглээг судалсан судалгаа байхгүй байна. Энэхүү шинэлэг хослол нь давсны дарамтанд улаан буудайн өсөлтийг синергетик байдлаар дэмжиж чадах эсэх нь тодорхойгүй байна. Тиймээс энэхүү судалгааны зорилго нь эдгээр хоёр өсөлтийн зохицуулагч нь улаан буудайн давсны стрессийн сөрөг нөлөөллийг синергетик байдлаар бууруулж чадах эсэхийг тодорхойлох явдал байв. Энэ зорилгын үүднээс бид улаан буудайн улаан буудайн үрсэлгээний богино хугацааны туршилтыг давсны стрессийн үед TU, Arg-ийг хослуулан хэрэглэх нь ургамлын исэлдэлтийн болон ионы тэнцвэрт байдалд анхаарлаа хандуулж, үр өгөөжийг судлах зорилготой юм. TU болон Arg-ийн хослол нь давсны стрессээс үүдэлтэй исэлдэлтийн гэмтлийг бууруулж, ионы тэнцвэргүй байдлыг зохицуулж, улмаар улаан буудайн давсны тэсвэржилтийг сайжруулж чадна гэж бид таамаглаж байсан.
Дээжний MDA-ийн агууламжийг тиобарбитурын хүчлийн аргаар тодорхойлсон. Шинэ дээжийн нунтаг 0.1 г нарийвчлалтай жинлэн авч, 1 мл 10%-ийн гурван хлорт цууны хүчилтэй хамт 10 минут хандалж, 10000 г-т 20 минут центрифуг хийж, дээд давхаргыг цуглуулна. Уг хандыг ижил эзэлхүүнтэй 0.75% тиобарбитурын хүчилтэй хольж, 100 ° C-т 15 минутын турш өсгөвөрлөнө. Инкубацийн дараа дээд давхаргыг центрифугийн аргаар цуглуулж, 450 нм, 532 нм, 600 нм-ийн OD утгыг хэмжсэн. MDA-ийн концентрацийг дараах байдлаар тооцоолно.
3 хоногийн эмчилгээний нэгэн адил Арг, Ту хоёрыг хэрэглэснээр 6 хоногийн эмчилгээний үр дүнд улаан буудайн суулгацын антиоксидант ферментийн идэвхийг эрс нэмэгдүүлсэн. TU болон Arg-ийн хослол нь хамгийн үр дүнтэй хэвээр байв. Гэсэн хэдий ч эмчилгээ хийснээс хойш 6 хоногийн дараа өөр өөр эмчилгээний нөхцөлд дөрвөн антиоксидант ферментийн үйл ажиллагаа эмчилгээний дараах 3 хоногтой харьцуулахад буурах хандлагатай байна (Зураг 6).
Фотосинтез нь ургамлын хуурай бодисын хуримтлалын үндэс бөгөөд давсанд маш мэдрэмтгий хлоропластуудад тохиолддог. Давсны стресс нь плазмын мембраны исэлдэлт, эсийн осмосын тэнцвэр алдагдах, хлоропластын хэт бүтцийг гэмтээж36, хлорофилийн задрал, Калвины циклийн ферментийн идэвхжил (Рубиско орно) буурч, PS II-ээс PS I37 руу электрон дамжуулалтыг бууруулдаг. Үүнээс гадна давсны стресс нь стоматыг битүүмжлэх, улмаар навчны CO2 концентрацийг бууруулж, фотосинтезийг саатуулдаг38. Бидний үр дүн давсны стресс нь улаан буудайн стоматик дамжуулалтыг бууруулж, навчны шилжилтийн хурд болон эсийн доторх CO2-ийн концентрацийг бууруулж, улмаар улаан буудайн фотосинтезийн чадвар буурч, биомасс буурахад хүргэдэг (Зураг 1, 3) гэсэн өмнөх олдворуудыг баталсан. TU болон Arg хэрэглээ нь давсны стрессийн үед улаан буудайн ургамлын фотосинтезийн үр ашгийг нэмэгдүүлэх боломжтой. Фотосинтезийн үр ашгийг сайжруулах нь ялангуяа TU болон Arg-ийг нэгэн зэрэг хэрэглэхэд мэдэгдэхүйц байсан (Зураг 3). Энэ нь TU болон Arg нь стоматын нээлт, хаалтыг зохицуулж, улмаар фотосинтезийн үр ашгийг дээшлүүлдэгтэй холбоотой байж болох юм, энэ нь өмнөх судалгаагаар батлагдсан. Жишээлбэл, Бенкарти нар. давсны стрессийн үед TU нь Atriplex portulacoides L.39 дахь PSII фотохимийн стомат дамжуулалт, CO2 шингээх хурд болон хамгийн их квант үр ашгийг ихэсгэсэн болохыг олж мэдсэн. Арг нь давсны стресст өртсөн ургамлын стоматын нээлт, хаалтыг зохицуулж чаддаг болохыг нотолсон шууд тайлан байхгүй ч Силвейра нар. Арг нь ган гачигтай нөхцөлд навчны хийн солилцоог идэвхжүүлдэг болохыг харуулсан22.
Дүгнэж хэлэхэд, энэхүү судалгаа нь үйл ажиллагааны механизм, физик-химийн шинж чанараараа ялгаатай хэдий ч TU болон Arg нь улаан буудайн суулгацанд, ялангуяа хамт хэрэглэхэд NaCl-ийн стрессийг харьцуулж болохуйц эсэргүүцэх чадвартай болохыг онцолж байна. TU болон Arg-ийг түрхсэнээр улаан буудайн суулгацын антиоксидант ферментийн хамгаалалтын системийг идэвхжүүлж, ROS-ийн агууламжийг бууруулж, мембраны липидийн тогтвортой байдлыг хадгалж, улмаар суулгац дахь фотосинтез, Na+/K+ тэнцвэрийг хадгалах боломжтой. Гэсэн хэдий ч, энэ судалгаа нь бас хязгаарлалттай; Хэдийгээр TU болон Arg-ийн синергетик нөлөөг баталж, түүний физиологийн механизмыг тодорхой хэмжээгээр тайлбарласан боловч илүү төвөгтэй молекулын механизм тодорхойгүй хэвээр байна. Тиймээс транскриптомик, метаболомик болон бусад аргуудыг ашиглан TU ба Arg-ийн синергетик механизмыг цаашид судлах шаардлагатай байна.
Одоогийн судалгааны явцад ашигласан ба/эсвэл дүн шинжилгээ хийсэн мэдээллийн багцыг зохих хүсэлтийн дагуу холбогдох зохиогчоос авах боломжтой.
Шуудангийн цаг: 2025-05-19