Bitki böyümə tənzimləyiciləri müxtəlif bitkilərdə istilik stressini azaltmaq üçün bir strategiya kimi istifadə edilmişdir.

Kolumbiyada iqlim dəyişikliyi və dəyişkənlik səbəbindən düyü istehsalı azalır.Bitki böyümə tənzimləyicilərimüxtəlif bitkilərdə istilik stressini azaltmaq üçün strategiya kimi istifadə edilmişdir. Buna görə də, bu tədqiqatın məqsədi fizioloji təsirləri (stomatal keçiricilik, stomatal keçiricilik, ümumi xlorofil miqdarı, birləşmiş istilik stressinə (yüksək gündüz və gecə temperaturu) məruz qalan iki kommersiya düyü genotipinin Fv/Fm nisbəti) və biokimyəvi dəyişənləri (malondialdehid (MDA) və prolin turşusu miqdarı) qiymətləndirmək idi. Birinci və ikinci təcrübələr müvafiq olaraq iki düyü genotipi olan Federrose 67 (“F67”) və Federrose 2000 (“F2000”) bitkiləri istifadə edilərək aparılmışdır. Hər iki təcrübə birlikdə bir sıra təcrübələr kimi təhlil edilmişdir. Müəyyən edilmiş müalicələr aşağıdakılar idi: mütləq nəzarət (AC) (optimal temperaturda yetişdirilən düyü bitkiləri (gündüz/gecə temperaturu 30/25°C)), istilik stressinə nəzarət (SC) [yalnız birləşmiş istilik stressinə məruz qalan düyü bitkiləri (40/25°C). 30°C)] və düyü bitkiləri iki dəfə (istilik stressindən 5 gün əvvəl və 5 gün sonra) stressə məruz qalmış və bitki böyümə tənzimləyiciləri (stress+AUX, stress+BR, stress+CK və ya stress+GA) ilə püskürtülmüşdür. SA ilə püskürtmə, hər iki növün ümumi xlorofil tərkibini artırmışdır (“F67″ və “F2000″ düyü bitkilərinin təzə çəkisi müvafiq olaraq 3,25 və 3,65 mq/q olmuşdur). SC bitkiləri ilə müqayisədə (“F67″ bitkilərinin təzə çəkisi 2,36 və 2,56 mq olmuşdur). g-1)” və “F2000″ düyüləri, CK-nın yarpaqlara tətbiqi də istilik stressinin idarə edilməsi ilə müqayisədə ümumiyyətlə “F2000″ düyü bitkilərinin stomatal keçiriciliyini yaxşılaşdırmışdır (499,25 vs. 150,60 mmol m-2 s). İstilik stressi, bitki tacının temperaturu 2-3 °C azalır və bitkilərdə MDA tərkibi azalır. Nisbi tolerantlıq indeksi göstərir ki, CK (97.69%) və BR (60.73%) bitkilərinin yarpaqlara tətbiqi əsasən F2000 düyü bitkilərində birləşmiş istilik stressi problemini aradan qaldırmağa kömək edə bilər. Nəticə olaraq, BR və ya CK-nın yarpaqlara çilənməsi, birləşmiş istilik stressi şəraitinin düyü bitkilərinin fizioloji davranışına mənfi təsirlərini azaltmağa kömək edən aqronomik strategiya kimi qəbul edilə bilər.
Düyü (Oryza sativa) Poaceae fəsiləsinə aiddir və qarğıdalı və buğda ilə birlikdə dünyada ən çox becərilən dənli bitkilərdən biridir (Bajaj və Mohanty, 2005). Düyü becərilən sahə 617.934 hektardır və 2020-ci ildə milli istehsal 2.937.840 ton, orta məhsuldarlıq isə 5,02 ton/ha təşkil etmişdir (Federarroz (Federación Nacional de Arroceros), 2021).
Qlobal istiləşmə düyü məhsullarını təsir edir və yüksək temperatur və quraqlıq dövrləri kimi müxtəlif növ abiotik stresslərə səbəb olur. İqlim dəyişikliyi qlobal temperaturun yüksəlməsinə səbəb olur; 21-ci əsrdə temperaturun 1,0-3,7°C artacağı proqnozlaşdırılır ki, bu da istilik stressinin tezliyini və intensivliyini artıra bilər. Ətraf mühitin temperaturunun artması düyüyə təsir göstərərək məhsuldarlığın 6-7% azalmasına səbəb olub. Digər tərəfdən, iqlim dəyişikliyi məhsullar üçün əlverişsiz ətraf mühit şəraitinə, məsələn, tropik və subtropik bölgələrdə şiddətli quraqlıq dövrlərinə və ya yüksək temperaturlara səbəb olur. Bundan əlavə, El-Ninyo kimi dəyişkən hadisələr bəzi tropik bölgələrdə istilik stressinə səbəb ola və məhsul ziyanını daha da artıra bilər. Kolumbiyada düyü istehsal edən ərazilərdə temperaturun 2050-ci ilə qədər 2-2,5°C artacağı proqnozlaşdırılır ki, bu da düyü istehsalını azaldır və məhsulun bazarlara və təchizat zəncirlərinə axışına təsir göstərir.
Düyü bitkilərinin əksəriyyəti temperaturun məhsulun böyüməsi üçün optimal diapazona yaxın olduğu ərazilərdə becərilir (Şah və b., 2011). Bildirilib ki, optimal orta gündüz və gecə temperaturlarıdüyünün böyüməsi və inkişafıümumiyyətlə müvafiq olaraq 28°C və 22°C-dir (Kilasi və b., 2018; Calderón-Páez və b., 2021). Bu hədlərdən yuxarı temperaturlar düyünün inkişafının həssas mərhələlərində (kəmərləmə, cücərmə, çiçəkləmə və dən dolması) orta və ağır istilik stressi dövrlərinə səbəb ola bilər və bununla da dən məhsuldarlığına mənfi təsir göstərir. Məhsuldarlığın bu azalması əsasən bitki fiziologiyasına təsir edən uzun müddətli istilik stressi ilə əlaqədardır. Stress müddəti və əldə edilən maksimum temperatur kimi müxtəlif amillərin qarşılıqlı təsiri səbəbindən istilik stressi bitki maddələr mübadiləsinə və inkişafına bir sıra dönməz zərər verə bilər.
İstilik stressi bitkilərdə müxtəlif fizioloji və biokimyəvi proseslərə təsir göstərir. Yarpaq fotosintezi düyü bitkilərində istilik stressinə ən çox həssas olan proseslərdən biridir, çünki gündəlik temperatur 35°C-dən yuxarı olduqda fotosintez sürəti 50% azalır. Düyü bitkilərinin fizioloji reaksiyaları istilik stressinin növündən asılı olaraq dəyişir. Məsələn, bitkilər yüksək gündüz temperaturuna (33–40°C) və ya yüksək gündüz və gecə temperaturuna (gündüz 35–40°C, 28–30°C) məruz qaldıqda fotosintez sürəti və stomatal keçiricilik inhibə olunur (C gecə deməkdir) (Lü və b., 2013; Fahad və b., 2016; Chaturvedi və b., 2017). Yüksək gecə temperaturu (30°C) fotosintezin orta dərəcədə inhibəsinə səbəb olur, lakin gecə tənəffüsünü artırır (Fahad və b., 2016; Alvarado-Sanabria və b., 2017). Stress dövründən asılı olmayaraq, istilik stressi yarpaq xlorofil tərkibinə, xlorofil dəyişkən flüoresansının maksimum xlorofil flüoresansına nisbətinə (Fv/Fm) və düyü bitkilərində Rubisco aktivləşməsinə də təsir göstərir (Cao və b. 2009; Yin və b. 2010). ) Sanchez Reynoso və b., 2014).
Biokimyəvi dəyişikliklər bitkinin istilik stresinə uyğunlaşmasının digər bir aspektidir (Wahid və b., 2007). Prolin tərkibi bitki stresinin biokimyəvi göstəricisi kimi istifadə edilmişdir (Ahmed və Hassan 2011). Prolin, yüksək temperatur şəraitində karbon və ya azot mənbəyi və membran stabilizatoru kimi çıxış etdiyi üçün bitki metabolizmasında mühüm rol oynayır (Sánchez-Reinoso və b., 2014). Yüksək temperatur həmçinin lipid peroksidləşməsi yolu ilə membran sabitliyinə təsir göstərir və bu da malondialdehidin (MDA) əmələ gəlməsinə səbəb olur (Wahid və b., 2007). Buna görə də, MDA tərkibi istilik stresi altında hüceyrə membranlarının struktur bütövlüyünü anlamaq üçün də istifadə edilmişdir (Cao və b., 2009; Chavez-Arias və b., 2018). Nəhayət, birləşmiş istilik stresi [37/30°C (gündüz/gecə)] düyüdə elektrolit sızmasının faizini və malondialdehid tərkibini artırmışdır (Liu və b., 2013).
Bitki böyümə tənzimləyicilərinin (BBT) istifadəsi istilik stressinin mənfi təsirlərini azaltmaq üçün qiymətləndirilmişdir, çünki bu maddələr bitki reaksiyalarında və ya bu cür stressə qarşı fizioloji müdafiə mexanizmlərində fəal iştirak edir (Peleg və Blumwald, 2011; Yin və b., 2011; Ahmed və b., 2015). Genetik resursların ekzogen tətbiqi müxtəlif bitkilərdə istilik stressinə qarşı tolerantlığa müsbət təsir göstərmişdir. Tədqiqatlar göstərir ki, gibberellinlər (GA), sitokininlər (CK), auksinlər (AUX) və ya brassinosteroidlər (BR) kimi fitohormonlar müxtəlif fizioloji və biokimyəvi dəyişənlərin artmasına səbəb olur (Peleg və Blumwald, 2011; Yin və b., Ren, 2011; Mitler və b., 2012; Zhou və b., 2014). Kolumbiyada genetik resursların ekzogen tətbiqi və onun düyü bitkilərinə təsiri tam başa düşülməmiş və öyrənilməmişdir. Lakin əvvəlki bir araşdırma göstərmişdir ki, BR-nin yarpaqlara çilənməsi düyü fidanlarının yarpaqlarının qaz mübadiləsi xüsusiyyətlərini, xlorofil və ya prolin tərkibini yaxşılaşdırmaqla düyü tolerantlığını artıra bilər (Quintero-Calderón və b., 2021).
Sitokininlər bitkinin istilik stressi də daxil olmaqla abiotik stresslərə qarşı reaksiyalarını vasitəçilik edir (Ha və b., 2012). Bundan əlavə, CK-nin ekzogen tətbiqinin istilik zədələnməsini azalda biləcəyi bildirilmişdir. Məsələn, zeatinin ekzogen tətbiqi istilik stressi zamanı sürünən bentotisdə (Agrotis estolonifera) fotosintez sürətini, xlorofil a və b tərkibini və elektron daşınma səmərəliliyini artırmışdır (Xu və Huang, 2009; Jespersen və Huang, 2015). Zeatinin ekzogen tətbiqi həmçinin antioksidan aktivliyi yaxşılaşdıra, müxtəlif zülalların sintezini artıra, bitki toxumalarında reaktiv oksigen növlərinin (ROS) zədələnməsini və malondialdehid (MDA) istehsalını azalda bilər (Chernyadyev, 2009; Yang və b., 2009). , 2016; Kumar və b., 2020).
Gibberellik turşusunun istifadəsi istilik stressinə müsbət reaksiya da göstərmişdir. Tədqiqatlar göstərir ki, GA biosintezi müxtəlif metabolik yolları vasitəçilik edir və yüksək temperatur şəraitində tolerantlığı artırır (Alonso-Ramirez və b. 2009; Khan və b. 2020). Abdel-Nabi və b. (2020) ekzogen GA-nın (25 və ya 50 mq*L) yarpaq çiləməsinin nəzarət bitkiləri ilə müqayisədə istilik stressinə məruz qalan portağal bitkilərində fotosintez sürətini və antioksidan aktivliyini artıra biləcəyini aşkar etmişdir. Həmçinin müşahidə edilmişdir ki, HA-nın ekzogen tətbiqi istilik stressi altında xurma ağacında (Phoenix dactylifera) nisbi nəmlik miqdarını, xlorofil və karotenoid miqdarını artırır və lipid peroksidləşməsini azaldır (Khan və b., 2020). Auksin həmçinin yüksək temperatur şəraitinə adaptiv böyümə reaksiyalarının tənzimlənməsində mühüm rol oynayır (Sun və b., 2012; Wang və b., 2016). Bu böyümə tənzimləyicisi abiotik stress altında prolin sintezi və ya parçalanması kimi müxtəlif proseslərdə biokimyəvi marker kimi çıxış edir (Ali və b. 2007). Bundan əlavə, AUX antioksidan aktivliyi də artırır ki, bu da lipid peroksidləşməsinin azalması səbəbindən bitkilərdə MDA-nın azalmasına səbəb olur (Bielach və b., 2017). Sergeev və b. (2018) müşahidə etmişdir ki, istilik stressi altında noxud bitkilərində (Pisum sativum) prolin-dimetilaminoetoksikarbonilmetil)naftilxlorometil efirinin (TA-14) tərkibi artır. Eyni təcrübədə, onlar həmçinin AUX ilə müalicə olunmayan bitkilərlə müqayisədə müalicə olunmuş bitkilərdə MDA-nın daha aşağı səviyyələrini müşahidə etmişlər.
Brassinosteroidlər istilik stressinin təsirlərini azaltmaq üçün istifadə edilən böyümə tənzimləyicilərinin başqa bir sinfidir. Ogweno və digərləri (2008) bildirmişlər ki, ekzogen BR spreyi istilik stressi altında pomidor (Solanum lycopersicum) bitkilərinin xalis fotosintez sürətini, stomatal keçiriciliyini və Rubisco karboksilləşmə sürətini 8 gün ərzində artırmışdır. Epibrassinosteroidlərin yarpaqlara püskürdülməsi istilik stressi altında xiyar (Cucumis sativus) bitkilərinin xalis fotosintez sürətini artıra bilər (Yu və digərləri, 2004). Bundan əlavə, BR-nin ekzogen tətbiqi xlorofilin parçalanmasını gecikdirir və istilik stressi altında olan bitkilərdə su istifadəsinin səmərəliliyini və PSII fotokimyasının maksimum kvant məhsuldarlığını artırır (Holá və digərləri, 2010; Toussagunpanit və digərləri, 2015).
İqlim dəyişikliyi və dəyişkənliyə görə, düyü bitkiləri yüksək gündəlik temperatur dövrləri ilə üzləşir (Lesk və digərləri, 2016; Garcés, 2020; Federarroz (Federación Nacional de Arroceros), 2021). Bitki fenotipində fitonutrientlərin və ya biostimulyatorların istifadəsi düyü becərən ərazilərdə istilik stresini azaltmaq üçün bir strategiya kimi tədqiq edilmişdir (Alvarado-Sanabria və digərləri, 2017; Calderon-Páez və digərləri, 2021; Quintero-Calderon və digərləri, 2021). Bundan əlavə, biokimyəvi və fizioloji dəyişənlərin (yarpaq temperaturu, stomatal keçiricilik, xlorofil flüoresans parametrləri, xlorofil və nisbi su tərkibi, malondialdehid və prolin sintezi) istifadəsi düyü bitkilərinin yerli və beynəlxalq səviyyədə istilik stressi altında skrininq edilməsi üçün etibarlı bir vasitədir (Sánchez -Reynoso və b., 2014; Alvarado-Sanabria və b., 2017; Lakin, düyüdə yarpaq fitohormonal spreylərin yerli səviyyədə istifadəsi ilə bağlı tədqiqatlar nadir olaraq qalır. Buna görə də, bitki böyümə tənzimləyicilərinin tətbiqinin fizioloji və biokimyəvi reaksiyalarının öyrənilməsi bunun üçün praktik aqronomik strategiyaların təklif edilməsi baxımından böyük əhəmiyyət kəsb edir. Buna görə də, bu tədqiqatın məqsədi dörd bitki böyümə tənzimləyicisinin (AUX, CK, GA və BR) yarpaq tətbiqinin fizioloji (stomatal keçiricilik, xlorofil flüoresans parametrləri və nisbi su tərkibi) və biokimyəvi təsirlərini qiymətləndirmək idi. (Fotosintetik piqmentlər, malondialdehid və prolin tərkibi) İki dəyişən kombinə edilmiş istilik stresinə (yüksək gündüz/gecə temperaturu) məruz qalan kommersiya düyü genotipləri.
Bu tədqiqatda iki müstəqil təcrübə aparılmışdır. İlk dəfə olaraq Federrose 67 (F67: son onillikdə yüksək temperaturda inkişaf etmiş bir genotip) və Federrose 2000 (F2000: 20-ci əsrin son onilliyində inkişaf etmiş və ağ yarpaq virusuna qarşı müqavimət göstərən bir genotip) genotipləri istifadə edilmişdir. toxumlar. və ikinci təcrübədə. Hər iki genotip Kolumbiyalı fermerlər tərəfindən geniş şəkildə becərilir. Toxumlar 2% üzvi maddə olan qumlu gilli torpaqdan ibarət 10 litrlik qablarda (uzunluğu 39,6 sm, eni 28,8 sm, hündürlüyü 16,8 sm) əkilmişdir. Hər qaba beş əvvəlcədən cücərmiş toxum əkilmişdir. Paletlər dəniz səviyyəsindən (asl) 2556 m yüksəklikdə Kolumbiya Milli Universitetinin Kənd Təsərrüfatı Elmləri Fakültəsinin istixanasına yerləşdirilmişdir. m.) və 2019-cu ilin oktyabr ayından dekabr ayına qədər aparılmışdır. Bir təcrübə (Federroz 67) və ikinci təcrübə (Federroz 2000) 2020-ci ilin eyni mövsümündə.
Hər əkin mövsümündə istixanada ətraf mühit şəraiti aşağıdakı kimidir: gecə-gündüz temperaturu 30/25°C, nisbi rütubət 60~80%, təbii fotoperiod 12 saat (fotosintetik aktiv şüalanma 1500 µmol (fotonlar) m-2 s-). Günorta saatlarında 1). Sançes-Reinoso və digərlərinə (2019) görə, bitkilər toxumların çıxmasından (DAE) 20 gün sonra hər elementin tərkibinə uyğun olaraq gübrələnmişdir: hər bitkiyə 670 mq azot, hər bitkiyə 110 mq fosfor, hər bitkiyə 350 mq kalium, hər bitkiyə 68 mq kalsium, hər bitkiyə 20 mq maqnezium, hər bitkiyə 20 mq kükürd, hər bitkiyə 17 mq silikon. Bitkilərin tərkibində hər bitkiyə 10 mq bor, hər bitkiyə 17 mq mis və hər bitkiyə 44 mq sink var. Düyü bitkiləri bu dövrdə fenoloji V5 mərhələsinə çatdıqda hər təcrübədə 47 DAE-yə qədər saxlanılmışdır. Əvvəlki tədqiqatlar göstərmişdir ki, bu fenoloji mərhələ düyüdə istilik stressi tədqiqatları aparmaq üçün uyğun zamandır (Sánchez-Reinoso və b., 2014; Alvarado-Sanabria və b., 2017).
Hər təcrübədə yarpaq böyüməsi tənzimləyicisinin iki ayrı tətbiqi aparıldı. Bitkiləri ətraf mühitin stresinə hazırlamaq üçün ilk yarpaq fitohormon spreyləri istilik stressi ilə müalicədən 5 gün əvvəl (42 DAE) tətbiq edildi. Daha sonra bitkilər stress şəraitinə məruz qaldıqdan 5 gün sonra (52 DAE) ikinci yarpaq spreyi verildi. Dörd fitohormon istifadə edildi və bu tədqiqatda püskürdülən hər bir aktiv maddənin xüsusiyyətləri Əlavə Cədvəl 1-də verilmişdir. İstifadə olunan yarpaq böyüməsi tənzimləyicilərinin konsentrasiyaları aşağıdakı kimi idi: (i) 5 × 10−5 M konsentrasiyasında auksin (1-naftilasetik turşu: NAA) (ii) 5 × 10–5 M gibberellin (gibberellin turşusu: NAA); GA3); (iii) Sitokinin (trans-zeatin) 1 × 10-5 M (iv) Brassinosteroidlər [Spirostan-6-one, 3,5-dihidroksi-, (3b,5a,25R)] 5 × 10-5; M. Bu konsentrasiyalar müsbət reaksiyalara səbəb olduğu və bitkinin istilik stressinə qarşı müqavimətini artırdığı üçün seçilmişdir (Zahir və b., 2001; Wen və b., 2010; El-Bassiony və b., 2012; Salehifar və b., 2017). Bitki böyüməsi tənzimləyicisi spreyləri olmayan düyü bitkiləri yalnız distillə edilmiş su ilə təmizlənmişdir. Bütün düyü bitkiləri əl çiləyicisi ilə püskürdülmüşdür. Yarpaqların yuxarı və aşağı səthlərini nəmləndirmək üçün bitkiyə 20 ml H2O tətbiq edin. Bütün yarpaq spreyləri 0,1% (v/v) nisbətində kənd təsərrüfatı adyuvantından (Agrotin, Bayer CropScience, Kolumbiya) istifadə edilmişdir. Qazanla çiləyici arasındakı məsafə 30 sm-dir.
Hər təcrübədə ilk yarpaq püskürtməsindən 5 gün sonra (47 DAE) istilik stressi ilə müalicə tətbiq edildi. Düyü bitkiləri istilik stressini müəyyən etmək və ya eyni ətraf mühit şəraitini qorumaq üçün (47 DAE) istixanadan 294 L böyümə kamerasına (MLR-351H, Sanyo, IL, ABŞ) köçürüldü. Birgə istilik stressi ilə müalicə kameranı aşağıdakı gündüz/gecə temperaturlarına təyin etməklə həyata keçirildi: gündüz yüksək temperatur [5 saat ərzində 40°C (saat 11:00-dan 16:00-dək)] və gecə dövrü [5 saat ərzində 30°C]. 8 gün ardıcıl olaraq (19:00-dan 24:00-dək). Stress temperaturu və məruz qalma müddəti əvvəlki tədqiqatlara əsasən seçildi (Sánchez-Reynoso və b. 2014; Alvarado-Sanabría və b. 2017). Digər tərəfdən, böyümə kamerasına köçürülmüş bir qrup bitki, ardıcıl 8 gün ərzində istixanada eyni temperaturda (gündüz 30°C/gecə 25°C) saxlanılmışdır.
Təcrübənin sonunda aşağıdakı müalicə qrupları əldə edildi: (i) böyümə temperaturu şəraiti + distillə edilmiş suyun tətbiqi [Mütləq nəzarət (AC)], (ii) istilik gərginliyi şəraiti + distillə edilmiş suyun tətbiqi [İstilik gərginliyi nəzarəti (SC)], (iii) şərtlər istilik gərginliyi şəraiti + auksin tətbiqi (AUX), (iv) istilik gərginliyi şəraiti + gibberellin tətbiqi (GA), (v) istilik gərginliyi şəraiti + sitokinin tətbiqi (CK) və (vi) istilik gərginliyi şəraiti + brassinosteroid (BR). Bu müalicə qrupları iki genotip (F67 və F2000) üçün istifadə edilmişdir. Bütün müalicələr hər biri bir bitkidən ibarət olan beş təkrarlama ilə tamamilə təsadüfi bir dizaynda aparılmışdır. Hər bitki təcrübənin sonunda müəyyən edilmiş dəyişənləri oxumaq üçün istifadə edilmişdir. Təcrübə 55 DAE davam etmişdir.
Stomatal keçiricilik (gs) 0 ilə 1000 mmol m-2 s-1 arasında dəyişən, nümunə kamerasının diafraqması 6,35 mm olan portativ məsaməölçən (SC-1, METER Group Inc., ABŞ) istifadə edilərək ölçüldü. Ölçmələr bitkinin əsas tumurcuğu tam açılmış yetkin yarpağa stomametr zondu bağlanmaqla aparılır. Hər bir müalicə üçün saat 11:00 ilə 16:00 arasında hər bitkinin üç yarpağında gs oxunuşları aparıldı və ortalama hesablandı.
RWC, Ghoulam və digərləri (2002) tərəfindən təsvir edilən metoda əsasən təyin edildi. G-ni təyin etmək üçün istifadə edilən tam genişləndirilmiş vərəq, RWC-ni ölçmək üçün də istifadə edildi. Təzə çəki (FW) yığımdan dərhal sonra rəqəmsal tərəzi istifadə edilərək təyin edildi. Daha sonra yarpaqlar su ilə doldurulmuş plastik qaba qoyuldu və otaq temperaturunda (22°C) 48 saat qaranlıqda saxlanıldı. Sonra rəqəmsal tərəzidə çəkilin və genişləndirilmiş çəki (TW) qeydə alındı. Şişmiş yarpaqlar 75°C-də 48 saat sobada quruduldu və quru çəkiləri (DW) qeyd edildi.
Nisbi xlorofil tərkibi xlorofil ölçən cihaz (atLeafmeter, FT Green LLC, ABŞ) istifadə edilərək təyin edildi və atLeaf vahidləri ilə ifadə edildi (Dey və b., 2016). PSII maksimum kvant səmərəliliyi göstəriciləri (Fv/Fm nisbəti) davamlı həyəcanlanma xlorofil flüorimetri (Handy PEA, Hansatech Instruments, Böyük Britaniya) istifadə edilərək qeydə alındı. Yarpaqlar Fv/Fm ölçmələrindən 20 dəqiqə əvvəl yarpaq sıxacları istifadə edilərək tünd rəngə uyğunlaşdırıldı (Restrepo-Diaz və Garces-Varon, 2013). Yarpaqlar tünd rəngə uyğunlaşdıqdan sonra baza (F0) və maksimum flüoresans (Fm) ölçüldü. Bu məlumatlardan dəyişkən flüoresans (Fv = Fm – F0), dəyişkən flüoresansın maksimum flüoresansa nisbəti (Fv/Fm), PSII fotokimyasının maksimum kvant məhsuldarlığı (Fv/F0) və Fm/F0 nisbəti hesablanmışdır (Baker, 2008; Lee və b., 2017). Nisbi xlorofil və xlorofil flüoresans oxunuşları gs ölçmələri üçün istifadə edilən eyni yarpaqlarda aparılmışdır.
Təxminən 800 mq təzə yarpaq çəkisi biokimyəvi dəyişənlər kimi toplanmışdır. Daha sonra yarpaq nümunələri maye azotda homogenləşdirilmiş və sonrakı təhlil üçün saxlanılmışdır. Toxuma xlorofil a, b və karotenoid tərkibini qiymətləndirmək üçün istifadə edilən spektrometrik metod Wellburn (1994) tərəfindən təsvir edilən metod və tənliklərə əsaslanır. Yarpaq toxuması nümunələri (30 mq) 3 ml 80% asetonda toplanmış və homogenləşdirilmişdir. Daha sonra nümunələr hissəcikləri çıxarmaq üçün 10 dəqiqə ərzində 5000 dövr/dəq sürətlə santrifüj edilmişdir (model 420101, Becton Dickinson Primary Care Diagnostics, ABŞ). Supernatant 80% aseton əlavə etməklə 6 ml son həcmə qədər durulaşdırılmışdır (Sims and Gamon, 2002). Xlorofilin tərkibi 663 (xlorofil a) və 646 (xlorofil b) nm-də, karotenoidlər isə 470 nm-də spektrofotometr (Spectronic BioMate 3 UV-vis, Thermo, ABŞ) istifadə edilərək təyin edilmişdir.
Membran lipid peroksidləşməsini (MDA) qiymətləndirmək üçün Hodges və digərləri (1999) tərəfindən təsvir edilən tiobarbitur turşusu (TBA) metodundan istifadə edilmişdir. Təxminən 0,3 q yarpaq toxuması da maye azotda homogenləşdirilmişdir. Nümunələr 5000 dövr/dəq-də santrifüj edilmiş və udma spektrofotometrdə 440, 532 və 600 nm-də ölçülmüşdür. Nəhayət, MDA konsentrasiyası sönmə əmsalı (157 M mL−1) istifadə edilərək hesablanmışdır.
Bütün müalicələrin prolin tərkibi Bates və digərləri (1973) tərəfindən təsvir edilən metodla təyin edilmişdir. Saxlanılan nümunəyə 10 ml 3%-li sulfosalisil turşusu sulu məhlulu əlavə edin və Whatman filtr kağızından (№ 2) süzün. Daha sonra bu filtratın 2 ml-i 2 ml hidrik turşu və 2 ml buzlaq sirkə turşusu ilə reaksiyaya girdi. Qarışıq 90°C-də 1 saat su hamamına qoyuldu. Buz üzərində inkubasiya edərək reaksiyanı dayandırın. Tüpü vorteks çalkalayıcıdan istifadə edərək güclü şəkildə silkələyin və nəticədə yaranan məhlulu 4 ml toluolda həll edin. Absorbsiya göstəriciləri 520 nm-də fotosintetik piqmentlərin kəmiyyətləndirilməsi üçün istifadə edilən eyni spektrofotometrdən (Spectronic BioMate 3 UV-Vis, Thermo, Madison, WI, ABŞ) istifadə edilərək təyin edildi.
Gerhards və digərləri (2016) tərəfindən örtük temperaturunu və CSI-ni hesablamaq üçün təsvir edilən metod. Termal fotoşəkillər stress dövrünün sonunda ±2°C dəqiqliklə FLIR 2 kamerası (FLIR Systems Inc., Boston, MA, ABŞ) ilə çəkilib. Fotoqrafiya üçün bitkinin arxasına ağ bir səth qoyun. Yenə də iki fabrik istinad modeli kimi qəbul edildi. Bitkilər ağ bir səthə yerləşdirilib; biri bütün stomataların açılmasını simulyasiya etmək üçün kənd təsərrüfatı adyuvantı (Agrotin, Bayer CropScience, Boqota, Kolumbiya) ilə örtülüb [yaş rejim (Twet)], digəri isə heç bir tətbiq olunmayan yarpaq olub [Quru rejim (Tdry)] (Castro-Duque və digərləri, 2020). Çəkiliş zamanı kamera ilə qazan arasındakı məsafə 1 m idi.
Nisbi tolerantlıq indeksi, bu tədqiqatda qiymətləndirilən müalicə olunmuş genotiplərin tolerantlığını müəyyən etmək üçün nəzarət bitkiləri (stress müalicəsi olmayan və böyümə tənzimləyiciləri tətbiq olunan bitkilər) ilə müqayisədə müalicə olunmuş bitkilərin stomatal keçiriciliyindən (gs) dolayı yolla hesablanmışdır. RTI, Chávez-Arias və digərlərindən (2020) uyğunlaşdırılmış tənlik istifadə edilərək əldə edilmişdir.
Hər bir təcrübədə yuxarıda qeyd olunan bütün fizioloji dəyişənlər yuxarı örtükdən toplanan tam genişlənmiş yarpaqlar istifadə edilərək 55 DAE-də müəyyən edilmiş və qeyd edilmişdir. Bundan əlavə, bitkilərin böyüdüyü ətraf mühit şəraitinin dəyişməməsi üçün ölçmələr böyümə kamerasında aparılmışdır.
Birinci və ikinci təcrübələrdən əldə edilən məlumatlar bir sıra təcrübələr şəklində birlikdə təhlil edildi. Hər bir təcrübə qrupu 5 bitkidən ibarət idi və hər bitki bir eksperimental vahid təşkil edirdi. Dispersiya Analizi (ANOVA) aparıldı (P ≤ 0.05). Əhəmiyyətli fərqlər aşkar edildikdə, Tukey-in post-hoc müqayisəli testi P ≤ 0.05-də istifadə edildi. Faiz dəyərlərini çevirmək üçün arksin funksiyasından istifadə edin. Məlumatlar Statistix v 9.0 proqram təminatı (Analytical Software, Tallahassee, FL, ABŞ) istifadə edilərək təhlil edildi və SigmaPlot (versiya 10.0; Systat Software, San Jose, CA, ABŞ) istifadə edilərək qrafikləşdirildi. Tədqiq olunan ən yaxşı bitki böyümə tənzimləyicilərini müəyyən etmək üçün əsas komponent təhlili InfoStat 2016 proqram təminatı (Analysis Software, Cordoba Milli Universiteti, Argentina) istifadə edilərək aparıldı.
Cədvəl 1-də təcrübələri, müxtəlif müalicələri və onların yarpaq fotosintetik piqmentləri (xlorofil a, b, ümumi və karotenoidlər), malondialdehid (MDA) və prolin tərkibi, eləcə də stomatal keçiriciliyi göstərən ANOVA ümumiləşdirilir. gs-nin təsiri, nisbi su tərkibi (RWC), xlorofil tərkibi, xlorofil alfa flüoresans parametrləri, tac temperaturu (PCT) (°C), məhsul stress indeksi (CSI) və düyü bitkilərinin 55 DAE-də nisbi tolerantlıq indeksi.
Cədvəl 1. Təcrübələr (genotiplər) və istilik stressi müalicələri arasında düyünün fizioloji və biokimyəvi dəyişənləri üzrə ANOVA məlumatlarının xülasəsi.
Yarpaq fotosintetik piqment qarşılıqlı təsirlərində, nisbi xlorofil tərkibində (Atleaf göstəriciləri) və alfa-xlorofil flüoresans parametrlərindəki təcrübələr və müalicələr arasındakı fərqlər (P≤0.01) Cədvəl 2-də göstərilmişdir. Yüksək gündüz və gecə temperaturu ümumi xlorofil və karotenoid tərkibini artırdı. Optimal temperatur şəraitində (2.67 mq g-1) yetişdirilən bitkilərlə müqayisədə fitohormonların yarpaq spreyi olmayan düyü şitilləri (“F67″ üçün 2.36 mq g-1 və “F2000″ üçün 2.56 mq g-1) ümumi xlorofil tərkibinin daha aşağı olduğunu göstərdi. Hər iki təcrübədə “F67” 2.80 mq g-1, “F2000” isə 2.80 mq g-1 idi. Bundan əlavə, istilik stressi altında AUX və GA spreylərinin kombinasiyası ilə müalicə olunmuş düyü şitilləri də hər iki genotipdə xlorofil tərkibində azalma göstərmişdir (AUX = 1.96 mq g-1 və GA = 1.45 mq g-1 “F67” üçün; AUX = 1.96 mq g-1 və GA = 1.45 mq g-1 “F67″” üçün; AUX = 2.24 mq) g-1 və GA = 1.43 mq g-1 (“F2000″” üçün). İstilik stressi şəraitində BR ilə yarpaq müalicəsi hər iki genotipdə bu dəyişkəndə bir qədər artımla nəticələnmişdir. Nəhayət, CK yarpaq spreyi F67 (3.24 mq g-1) və F2000 (3.65 mq g-1) genotiplərində bütün müalicələr (AUX, GA, BR, SC və AC müalicələri) arasında ən yüksək fotosintetik piqment dəyərlərini göstərmişdir. Xlorofilin nisbi tərkibi (Atleaf vahidi) də birləşmiş istilik stressi ilə azaldı. Ən yüksək dəyərlər hər iki genotipdə CC ilə püskürdülən bitkilərdə də qeydə alınıb (“F67” üçün 41.66 və “F2000” üçün 49.30). Fv və Fv/Fm nisbətləri müalicələr və kultivarlar arasında əhəmiyyətli fərqlər göstərdi (Cədvəl 2). Ümumilikdə, bu dəyişənlər arasında F67 kultivarı F2000 kultivarına nisbətən istilik stressinə daha az həssas idi. Fv və Fv/Fm nisbətləri ikinci təcrübədə daha çox əziyyət çəkdi. Heç bir fitohormonla püskürdülməmiş stressli 'F2000' fidanları ən aşağı Fv dəyərlərinə (2120.15) və Fv/Fm nisbətlərinə (0.59) malik idi, lakin CK ilə yarpaq çiləməsi bu dəyərlərin bərpasına kömək etdi (Fv: 2591, 89, Fv/Fm nisbəti: 0.73). , optimal temperatur şəraitində yetişdirilən “F2000” bitkilərində qeydə alınanlara bənzər oxunuşlar alır (Fv: 2955.35, Fv/Fm nisbəti: 0.73:0.72). İlkin flüoresans (F0), maksimum flüoresans (Fm), PSII-nin maksimum fotokimyəvi kvant çıxışı (Fv/F0) və Fm/F0 nisbətində əhəmiyyətli fərqlər müşahidə olunmadı. Nəhayət, BR, CK ilə müşahidə edilən oxşar bir tendensiya göstərdi (Fv 2545.06, Fv/Fm nisbəti 0.73).
Cədvəl 2. Birləşdirilmiş istilik stressinin (40°/30°C gündüz/gecə) yarpaq fotosintetik piqmentlərinə təsiri [ümumi xlorofil (Chl Cəm), xlorofil a (Chl a), xlorofil b (Chl b) və karotenoidlər Cx+c] təsiri], nisbi xlorofil tərkibi (Atliff vahidi), xlorofil flüoresans parametrləri (ilkin flüoresans (F0), maksimum flüoresans (Fm), dəyişkən flüoresans (Fv), maksimum PSII səmərəliliyi (Fv/Fm), iki düyü genotipinə [Federrose 67 (F67) və Federrose 2000 (F2000)] malik bitkilərdə PSII-nin fotokimyəvi maksimum kvant məhsuldarlığı (Fv/F0) və Fm/F0-un cücərmədən 55 gün sonra (DAE)).
Fərqli şəkildə müalicə olunmuş düyü bitkilərinin nisbi su tərkibi (RWC) eksperimental və yarpaq müalicəsi arasındakı qarşılıqlı təsirdə fərqlər (P ≤ 0,05) göstərmişdir (Şəkil 1A). SA ilə müalicə edildikdə, ən aşağı dəyərlər hər iki genotip üçün qeydə alınmışdır (F67 üçün 74,01% və F2000 üçün 76,6%). İstilik stressi şəraitində, fərqli fitohormonlarla müalicə olunmuş hər iki genotipin düyü bitkilərinin RWC əhəmiyyətli dərəcədə artmışdır. Ümumilikdə, CK, GA, AUX və ya BR-nin yarpaq tətbiqləri RWC-ni təcrübə zamanı optimal şəraitdə yetişdirilən bitkilərin dəyərlərinə bənzər dəyərlərə qədər artırmışdır. Mütləq nəzarət və yarpaq çiləyən bitkilər hər iki genotip üçün təxminən 83% dəyərlər qeydə almışdır. Digər tərəfdən, gs də təcrübə-müalicə qarşılıqlı təsirində əhəmiyyətli fərqlər (P ≤ 0,01) göstərmişdir (Şəkil 1B). Mütləq nəzarət (AC) bitkisi də hər bir genotip üçün ən yüksək dəyərləri qeydə almışdır (F67 üçün 440.65 mmol m-2s-1 və F2000 üçün 511.02 mmol m-2s-1). Yalnız birləşmiş istilik stressinə məruz qalan düyü bitkiləri hər iki genotip üçün ən aşağı gs dəyərlərini göstərmişdir (F67 üçün 150.60 mmol m-2s-1 və F2000 üçün 171.32 mmol m-2s-1). Bütün bitki böyümə tənzimləyiciləri ilə yarpaq müalicəsi də g-ni artırmışdır. CC ilə püskürdülən F2000 düyü bitkilərində fitohormonlarla yarpaq çiləməsinin təsiri daha aydın idi. Bu bitki qrupu mütləq nəzarət bitkiləri ilə müqayisədə heç bir fərq göstərməmişdir (AC 511.02 və CC 499.25 mmol m-2s-1).
Şəkil 1. Birləşdirilmiş istilik stressinin (40°/30°C gündüz/gecə) nisbi su tərkibinə (RWC) (A), stomatal keçiriciliyə (gs) (B), malondialdehid (MDA) istehsalına (C) və prolin tərkibinə təsiri. (D) iki düyü genotipinə (F67 və F2000) malik bitkilərdə cücərmədən 55 gün sonra (DAE). Hər bir genotip üçün qiymətləndirilən müalicələrə aşağıdakılar daxildir: mütləq nəzarət (AC), istilik stressinə nəzarət (SC), istilik stressi + auxin (AUX), istilik stressi + gibberellin (GA), istilik stressi + hüceyrə mitogeni (CK) və istilik stressi + brassinosteroid. (BR). Hər sütun beş məlumat nöqtəsinin orta ± standart xətasını təmsil edir (n = 5). Fərqli hərflərlə müşayiət olunan sütunlar Tukey testinə görə statistik cəhətdən əhəmiyyətli fərqləri göstərir (P ≤ 0.05). Bərabər işarəli hərflər orta qiymətin statistik cəhətdən əhəmiyyətli olmadığını göstərir (≤ 0.05).
MDA (P ≤ 0.01) və prolin (P ≤ 0.01) tərkibi də təcrübə və fitohormon müalicəsi arasındakı qarşılıqlı təsirdə əhəmiyyətli fərqlər göstərmişdir (Şəkil 1C, D). Hər iki genotipdə SC müalicəsi ilə lipid peroksidləşməsinin artması müşahidə edilmişdir (Şəkil 1C), lakin yarpaq böyüməsi tənzimləyicisi spreyi ilə müalicə olunmuş bitkilər hər iki genotipdə lipid peroksidləşməsinin azaldığını göstərmişdir; Ümumiyyətlə, fitohormonların (CA, AUC, BR və ya GA) istifadəsi lipid peroksidləşməsinin azalmasına (MDA tərkibi) səbəb olur. İki genotipli AC bitkiləri ilə istilik stressi altında olan və fitohormonlarla püskürdülən bitkilər arasında heç bir fərq aşkar edilməmişdir (“F67” bitkilərində müşahidə edilən FW dəyərləri 4.38–6.77 µmol g-1 arasında, FW “F2000” bitkilərində isə “müşahidə edilən dəyərlər 2.84 ilə 9.18 µmol g-1 arasında dəyişirdi (bitkilər). Digər tərəfdən, “F67” bitkilərində prolin sintezi birləşmiş stress altında olan “F2000” bitkilərindəkindən daha aşağı idi ki, bu da prolin istehsalının artmasına səbəb oldu. İstilik stressi altında olan düyü bitkilərində hər iki təcrübədə bu hormonların tətbiqinin F2000 bitkilərinin amin turşusu tərkibini əhəmiyyətli dərəcədə artırdığı (AUX və BR müvafiq olaraq 30.44 və 18.34 µmol g-1 idi) müşahidə edilmişdir (Şəkil 1G).
Bitki örtüyü temperaturuna və nisbi tolerantlıq indeksinə (RTI) yarpaq bitkisi spreyinin və birləşdirilmiş istilik stressinin təsiri Şəkil 2A və B-də göstərilmişdir. Hər iki genotip üçün AC bitkilərinin örtük temperaturu 27°C-yə yaxın, SC bitkilərininki isə təxminən 28°C idi. C. Həmçinin müşahidə edilmişdir ki, CK və BR ilə yarpaq müalicəsi SC bitkiləri ilə müqayisədə örtük temperaturunda 2-3°C azalma ilə nəticələnmişdir (Şəkil 2A). RTI digər fizioloji dəyişənlərə oxşar davranış nümayiş etdirmiş və təcrübə və müalicə arasındakı qarşılıqlı təsirdə əhəmiyyətli fərqlər (P ≤ 0.01) göstərmişdir (Şəkil 2B). SC bitkiləri hər iki genotipdə daha aşağı bitki tolerantlığı göstərmişdir (müvafiq olaraq "F67" və "F2000" düyü bitkiləri üçün 34.18% və 33.52%)). Fitohormonların yarpaqla qidalanması yüksək temperatur stressinə məruz qalan bitkilərdə RTI-ni yaxşılaşdırır. Bu təsir CC ilə sprey edilmiş "F2000" bitkilərində daha aydın görünürdü, burada RTI 97.69 idi. Digər tərəfdən, əhəmiyyətli fərqlər yalnız yarpaq faktoru çiləmə stressi şəraitində düyü bitkilərinin məhsuldarlıq stress indeksində (MST) müşahidə edilmişdir (P ≤ 0.01) (Şəkil 2B). Yalnız mürəkkəb istilik stressinə məruz qalan düyü bitkiləri ən yüksək stress indeksi dəyərini (0.816) göstərmişdir. Düyü bitkiləri müxtəlif fitohormonlarla çiləndikdə stress indeksi daha aşağı olmuşdur (dəyərlər 0.6-dan 0.67-yə qədər). Nəhayət, optimal şəraitdə yetişdirilən düyü bitkisinin dəyəri 0.138 olmuşdur.
Şəkil 2. İki bitki növünün örtük temperaturuna (A), nisbi tolerantlıq indeksinə (RTI) (B) və məhsul stress indeksinə (CSI) (C) birləşmiş istilik stressinin təsiri. Kommersiya düyü genotipləri (F67 və F2000) müxtəlif istilik emallarına məruz qalmışdır. Hər bir genotip üçün qiymətləndirilən emallara aşağıdakılar daxildir: mütləq nəzarət (AC), istilik stressinə nəzarət (SC), istilik stressi + auxin (AUX), istilik stressi + gibberellin (GA), istilik stressi + hüceyrə mitogeni (CK) və istilik stressi + brassinosteroid. (BR). Birləşmiş istilik stressi düyü bitkilərinin yüksək gündüz/gecə temperaturlarına (40°/30°C gündüz/gecə) məruz qalmasını əhatə edir. Hər sütun beş məlumat nöqtəsinin orta ± standart xətasını təmsil edir (n = 5). Müxtəlif hərflərlə müşayiət olunan sütunlar Tukey testinə görə statistik cəhətdən əhəmiyyətli fərqləri göstərir (P ≤ 0.05). Bərabər işarəli hərflər orta qiymətin statistik cəhətdən əhəmiyyətli olmadığını göstərir (≤ 0.05).
Əsas komponent təhlili (PCA) 55 DAE-də qiymətləndirilən dəyişənlərin böyümə tənzimləyicisi spreyi ilə işlənmiş istilik stressinə məruz qalmış düyü bitkilərinin fizioloji və biokimyəvi reaksiyalarının 66,1%-ni izah etdiyini göstərdi (Şəkil 3). Vektorlar dəyişənləri, nöqtələr isə bitki böyümə tənzimləyicilərini (GR) təmsil edir. gs, xlorofil tərkibi, PSII-nin maksimum kvant səmərəliliyi (Fv/Fm) və biokimyəvi parametrlər (TChl, MDA və prolin) vektorları mənşəyə yaxın bucaq altındadır ki, bu da bitkilərin fizioloji davranışı ilə onlar arasında yüksək korrelyasiya olduğunu göstərir. dəyişən. Bir qrupa (V) optimal temperaturda (AT) yetişdirilən düyü fidanları və CK və BA ilə işlənmiş F2000 bitkiləri daxil idi. Eyni zamanda, GR ilə işlənmiş bitkilərin əksəriyyəti ayrı bir qrup (IV), F2000-də GA ilə işlənmiş bitkilər isə ayrı bir qrup (II) təşkil edirdi. Bunun əksinə olaraq, istilik stressinə məruz qalan düyü şitilləri (I və III qruplar), fitohormonların yarpaq püskürtməsi olmadan (hər iki genotip SC idi), V qrupunun əks zonasında yerləşirdi ki, bu da istilik stressinin bitki fiziologiyasına təsirini nümayiş etdirir.
Şəkil 3. Çimdikdən 55 gün sonra (DAE) iki düyü genotipinə (F67 və F2000) aid bitkilərə birləşmiş istilik stressinin (40°/30°C gündüz/gecə) təsirlərinin biqrafik təhlili. Qısaltmalar: AC F67, mütləq nəzarət F67; SC F67, istilik stressinə nəzarət F67; AUX F67, istilik stressi + auxin F67; GA F67, istilik stressi + gibberellin F67; CK F67, istilik stressi + hüceyrə bölünməsi BR F67, istilik stressi + brassinosteroid. F67; AC F2000, mütləq nəzarət F2000; SC F2000, İstilik Stressinə Nəzarət F2000; AUX F2000, istilik stressi + auxin F2000; GA F2000, istilik stressi + gibberellin F2000; CK F2000, istilik stressi + sitokinin, BR F2000, istilik stressi + mis steroid; F2000.
Xlorofil tərkibi, stomatal keçiricilik, Fv/Fm nisbəti, CSI, MDA, RTI və prolin tərkibi kimi dəyişənlər düyü genotiplərinin adaptasiyasını anlamağa və istilik stressi altında aqronomik strategiyaların təsirini qiymətləndirməyə kömək edə bilər (Sarsu və b., 2018; Quintero-Calderon və b., 2021). Bu təcrübənin məqsədi mürəkkəb istilik stressi şəraitində düyü fidanlarının fizioloji və biokimyəvi parametrlərinə dörd böyümə tənzimləyicisinin tətbiqinin təsirini qiymətləndirmək idi. Fidan sınağı, mövcud infrastrukturun ölçüsündən və ya vəziyyətindən asılı olaraq düyü bitkilərinin eyni vaxtda qiymətləndirilməsi üçün sadə və sürətli bir üsuldur (Sarsu və b., 2018). Bu tədqiqatın nəticələri göstərdi ki, birləşmiş istilik stressi iki düyü genotipində fərqli fizioloji və biokimyəvi reaksiyalara səbəb olur ki, bu da adaptasiya prosesini göstərir. Bu nəticələr həmçinin göstərir ki, yarpaq böyüməsi tənzimləyici spreyləri (əsasən sitokininlər və brassinosteroidlər) düyünün mürəkkəb istilik stressinə uyğunlaşmasına kömək edir, çünki üstünlük əsasən gs, RWC, Fv/Fm nisbəti, fotosintetik piqmentlər və prolin tərkibinə təsir göstərir.
Böyümə tənzimləyicilərinin tətbiqi istilik stressi altında düyü bitkilərinin su vəziyyətini yaxşılaşdırmağa kömək edir ki, bu da daha yüksək stress və daha aşağı bitki örtüyü temperaturu ilə əlaqələndirilə bilər. Bu tədqiqat göstərdi ki, “F2000” (həssas genotip) bitkiləri arasında əsasən CK və ya BR ilə müalicə olunmuş düyü bitkiləri SC ilə müalicə olunmuş bitkilərə nisbətən daha yüksək gs dəyərlərinə və daha aşağı PCT dəyərlərinə malik idi. Əvvəlki tədqiqatlar da göstərmişdir ki, gs və PCT düyü bitkilərinin adaptiv reaksiyasını və aqronomik strategiyaların istilik stressinə təsirini müəyyən edə bilən dəqiq fizioloji göstəricilərdir (Restrepo-Diaz və Garces-Varon, 2013; Sarsu və b., 2018; Quintero). -Carr DeLong və b., 2021). Yarpaq CK və ya BR stress altında g-ni artırır, çünki bu bitki hormonları ABA (abiotik stress altında stomatal bağlanmanın təşviqedicisi) kimi digər siqnal molekulları ilə sintetik qarşılıqlı təsirlər vasitəsilə stomatal açılmanı təşviq edə bilər (Macková və b., 2013; Zhou və b., 2013). 2013). ). , 2014). Stomatal açılış yarpaqların soyumasını təşviq edir və örtük temperaturunun aşağı düşməsinə kömək edir (Sonjaroon və b., 2018; Quintero-Calderón və b., 2021). Bu səbəblərə görə, CK və ya BR ilə püskürdülən düyü bitkilərinin örtük temperaturu birləşmiş istilik stressi altında daha aşağı ola bilər.
Yüksək temperatur stressi yarpaqların fotosintetik piqment tərkibini azalda bilər (Chen və b., 2017; Ahammed və b., 2018). Bu tədqiqatda, düyü bitkiləri istilik stressi altında olduqda və heç bir bitki böyümə tənzimləyicisi ilə püskürtülmədikdə, fotosintetik piqmentlər hər iki genotipdə azalmağa meylli idi (Cədvəl 2). Feng və b. (2013) həmçinin istilik stressinə məruz qalan iki buğda genotipinin yarpaqlarında xlorofil tərkibində əhəmiyyətli dərəcədə azalma olduğunu bildirmişdir. Yüksək temperaturlara məruz qalma tez-tez xlorofil tərkibinin azalmasına səbəb olur ki, bu da xlorofil biosintezinin azalması, piqmentlərin parçalanması və ya istilik stressi altında onların birləşmiş təsirləri ilə əlaqəli ola bilər (Fahad və b., 2017). Lakin, əsasən CK və BA ilə müalicə olunan düyü bitkiləri istilik stressi altında yarpaq fotosintetik piqmentlərinin konsentrasiyasını artırmışdır. Oxşar nəticələr Jespersen və Huang (2015) və Suchsagunpanit və b. tərəfindən də bildirilmişdir. (2015), istilik stressi altında olan bent otu və düyüdə müvafiq olaraq zeatin və epibrassinosteroid hormonlarının tətbiqindən sonra yarpaq xlorofil tərkibində artım müşahidə etmişdir. CK və BR-nin birləşmiş istilik stressi altında yarpaq xlorofil tərkibinin artmasına səbəb olmasının ağlabatan bir izahı, CK-nin ifadə promotorlarının (məsələn, qocalmanı aktivləşdirən promotor (SAG12) və ya HSP18 promotoru) davamlı induksiyasının başlanmasını gücləndirə və yarpaqlarda xlorofil itkisini azalda bilməsidir. , yarpaq qocalmasını gecikdirə və bitkinin istiliyə qarşı müqavimətini artıra bilər (Liu və b., 2020). BR, stress şəraitində xlorofil biosintezində iştirak edən fermentlərin sintezini aktivləşdirərək və ya induksiya edərək yarpaq xlorofil tərkibini qoruya və artıra bilər (Sharma və b., 2017; Siddiqui və b., 2018). Nəhayət, iki fitohormon (CK və BR) istilik şoku zülallarının ifadəsini təşviq edir və xlorofil biosintezinin artması kimi müxtəlif metabolik adaptasiya proseslərini yaxşılaşdırır (Sharma və b., 2017; Liu və b., 2020).
Xlorofil flüoresans parametrləri bitkinin abiotik stress şəraitinə dözümlülüyünü və ya uyğunlaşmasını qiymətləndirə bilən sürətli və dağıdıcı olmayan bir metod təmin edir (Chaerle və b. 2007; Kalaji və b. 2017). Fv/Fm nisbəti kimi parametrlər bitkinin stress şəraitinə uyğunlaşmasının göstəriciləri kimi istifadə edilmişdir (Alvarado-Sanabria və b. 2017; Chavez-Arias və b. 2020). Bu tədqiqatda SC bitkiləri, əsasən "F2000" düyü bitkiləri olan bu dəyişənin ən aşağı dəyərlərini göstərdi. Yin və b. (2010) həmçinin ən yüksək kollama düyü yarpaqlarının Fv/Fm nisbətinin 35°C-dən yuxarı temperaturda əhəmiyyətli dərəcədə azaldığını aşkar etdilər. Feng və b. (2013) görə, istilik stressi altında aşağı Fv/Fm nisbəti PSII reaksiya mərkəzi tərəfindən həyəcan enerjisinin tutulması və çevrilmə sürətinin azaldığını göstərir ki, bu da PSII reaksiya mərkəzinin istilik stressi altında parçalandığını göstərir. Bu müşahidə bizə fotosintetik aparatdakı pozuntuların həssas sortlarda (Fedearroz 2000) davamlı sortlara nisbətən daha çox özünü göstərdiyi qənaətinə gəlməyə imkan verir (Fedearroz 67).
CK və ya BR-nin istifadəsi, ümumiyyətlə, mürəkkəb istilik stressi şəraitində PSII-nin performansını artırdı. Oxşar nəticələr Suchsagunpanit və digərləri (2015) tərəfindən əldə edildi və onlar BR tətbiqinin düyüdə istilik stressi altında PSII-nin səmərəliliyini artırdığını müşahidə etdilər. Kumar və digərləri (2020) həmçinin CK (6-benziladenin) ilə müalicə olunmuş və istilik stressinə məruz qalan noxud bitkilərinin Fv/Fm nisbətini artırdığını aşkar etdilər və zeaxanthin piqment dövrünü aktivləşdirməklə CK-nin yarpaqlara tətbiqinin PSII aktivliyini artırdığı qənaətinə gəldilər. Bundan əlavə, BR yarpaq spreyi birləşmiş stress şəraitində PSII fotosintezini dəstəklədi, bu da bu fitohormonun tətbiqinin PSII antenalarının həyəcan enerjisinin azalmasına səbəb olduğunu və xloroplastlarda kiçik istilik şoku zülallarının toplanmasını təşviq etdiyini göstərir (Ogweno və digərləri, 2008; Kothari və Lachowitz)., 2021).
MDA və prolin tərkibi, optimal şəraitdə yetişdirilən bitkilərlə müqayisədə, bitkilər abiotik stress altında olduqda tez-tez artır (Alvarado-Sanabria və b. 2017). Əvvəlki tədqiqatlar da göstərmişdir ki, MDA və prolin səviyyələri gündüz və ya gecə yüksək temperaturları altında düyüdə adaptasiya prosesini və ya aqronomik təcrübələrin təsirini anlamaq üçün istifadə edilə bilən biokimyəvi göstəricilərdir (Alvarado-Sanabria və b., 2017; Quintero-Calderón və b. . , 2021). Bu tədqiqatlar həmçinin göstərmişdir ki, MDA və prolin tərkibi müvafiq olaraq gecə və ya gündüz yüksək temperaturlara məruz qalan düyü bitkilərində daha yüksək olmağa meyllidir. Lakin, CK və BR-nin yarpaqlara çilənməsi, əsasən tolerant genotipdə MDA-nın azalmasına və prolin səviyyələrinin artmasına səbəb olmuşdur (Federroz 67). CK çiləməsi sitokinin oksidaza/dehidrogenazın həddindən artıq ifadəsini təşviq edə bilər və bununla da betain və prolin kimi qoruyucu birləşmələrin tərkibini artırır (Liu və b., 2020). BR, bir çox mənfi ətraf mühit şəraitində hüceyrə osmotik balansını qoruyaraq betain, şəkərlər və amin turşuları (sərbəst prolin daxil olmaqla) kimi osmoprotektorların induksiyasını təşviq edir (Kothari və Lachowiec, 2021).
Qiymətləndirilən müalicələrin müxtəlif stressləri (abiotik və biotik) azaltmağa kömək edib-etmədiyini və bitki fiziologiyasına müsbət təsir göstərib-göstərmədiyini müəyyən etmək üçün bitki stress indeksi (CSI) və nisbi tolerantlıq indeksi (RTI) istifadə olunur (Castro-Duque və b., 2020; Chavez-Arias və b., 2020). CSI dəyərləri müvafiq olaraq stresssiz və stress şəraitini təmsil edən 0-dan 1-ə qədər dəyişə bilər (Lee və b., 2010). İstilik stressi keçirmiş (SC) bitkilərin CSI dəyərləri 0,8-dən 0,9-a qədər dəyişmişdir (Şəkil 2B), bu da düyü bitkilərinin birləşmiş stressdən mənfi təsirləndiyini göstərir. Lakin, BC (0,6) və ya CK (0,6) yarpaq çiləməsi əsasən abiotik stress şəraitində SC düyü bitkiləri ilə müqayisədə bu göstəricinin azalmasına səbəb olmuşdur. F2000 bitkilərində, SA (33.52%) ilə müqayisədə CA (97.69%) və BC (60.73%) istifadə edildikdə RTI daha yüksək artım göstərdi ki, bu da bu bitki böyümə tənzimləyicilərinin düyünün tərkibin tolerantlığına reaksiyasını yaxşılaşdırmağa da töhfə verdiyini göstərir. Həddindən artıq istiləşmə. Bu indekslər müxtəlif növlərdə stress şəraitini idarə etmək üçün təklif edilmişdir. Lee və digərləri (2010) tərəfindən aparılan bir araşdırma göstərdi ki, orta su stressi altında iki pambıq növünün CSI təxminən 0.85, yaxşı suvarılan növlərin CSI dəyərləri isə 0.4 ilə 0.6 arasında dəyişir və bu indeks növlərin suya uyğunlaşmasının göstəricisi olduğu qənaətinə gəlir. Bundan əlavə, Chavez-Arias və digərləri (2020) sintetik eksitorların C. elegans bitkilərində hərtərəfli stress idarəetmə strategiyası kimi effektivliyini qiymətləndirdilər və bu birləşmələrlə püskürdülən bitkilərin daha yüksək RTI (65%) nümayiş etdirdiyini aşkar etdilər. Yuxarıda göstərilənlərə əsasən, CK və BR düyünün mürəkkəb istilik stresinə qarşı tolerantlığını artırmağa yönəlmiş aqronomik strategiyalar hesab edilə bilər, çünki bu bitki böyümə tənzimləyiciləri müsbət biokimyəvi və fizioloji reaksiyalara səbəb olur.
Son bir neçə ildə Kolumbiyada düyü tədqiqatları fizioloji və ya biokimyəvi xüsusiyyətlərdən istifadə edərək yüksək gündüz və ya gecə temperaturlarına davamlı genotiplərin qiymətləndirilməsinə yönəlmişdir (Sánchez-Reinoso və b., 2014; Alvarado-Sanabria və b., 2021). Lakin, son bir neçə ildə ölkədə mürəkkəb istilik stressi dövrlərinin təsirlərini yaxşılaşdırmaq üçün inteqrasiya olunmuş məhsul idarəçiliyi təklif etmək üçün praktik, iqtisadi və gəlirli texnologiyaların təhlili getdikcə daha vacib hala gəlmişdir (Calderón-Páez və b., 2021; Quintero-Calderon və b., 2021). Beləliklə, bu tədqiqatda müşahidə edilən düyü bitkilərinin mürəkkəb istilik stressinə (40°C gündüz/30°C gecə) qarşı fizioloji və biokimyəvi reaksiyaları, mənfi təsirləri azaltmaq üçün CK və ya BR ilə yarpaq çiləmə üsulunun uyğun bir məhsul idarəetmə metodu ola biləcəyini göstərir. Orta istilik stressi dövrlərinin təsiri. Bu müalicələr həm düyü genotiplərinin (aşağı CSI və yüksək RTI) tolerantlığını artırmış və birləşmiş istilik stressi altında bitki fizioloji və biokimyəvi reaksiyalarında ümumi bir tendensiya nümayiş etdirmişdir. Düyü bitkilərinin əsas reaksiyası GC, ümumi xlorofil, α və β xlorofilləri və karotenoidlərin tərkibində azalma idi. Bundan əlavə, bitkilər PSII zədələnməsindən (Fv/Fm nisbəti kimi xlorofil flüoresans parametrlərinin azalması) və lipid peroksidləşməsinin artmasından əziyyət çəkirlər. Digər tərəfdən, düyü CK və BR ilə müalicə edildikdə, bu mənfi təsirlər azaldılmış və prolin tərkibi artmışdır (Şəkil 4).
Şəkil 4. Birləşdirilmiş istilik stressi və yarpaq bitkisinin böyümə tənzimləyicisi spreyinin düyü bitkilərinə təsirinin konseptual modeli. Qırmızı və mavi oxlar istilik stressi ilə BR (brassinosteroid) və CK (sitokinin)-in yarpaq tətbiqi arasındakı qarşılıqlı təsirin müvafiq olaraq fizioloji və biokimyəvi reaksiyalara mənfi və ya müsbət təsirlərini göstərir. gs: stomatal keçiricilik; Ümumi Chl: ümumi xlorofil tərkibi; Chl α: xlorofil β tərkibi; Cx+c: karotenoid tərkibi;
Xülasə, bu tədqiqatdakı fizioloji və biokimyəvi reaksiyalar göstərir ki, Fedearroz 2000 düyü bitkiləri Fedearroz 67 düyü bitkilərinə nisbətən mürəkkəb istilik stressi dövrünə daha çox həssasdır. Bu tədqiqatda qiymətləndirilən bütün böyümə tənzimləyiciləri (auksinlər, gibberellinlər, sitokininlər və ya brassinosteroidlər) müəyyən dərəcədə birləşmiş istilik stressinin azaldılmasını nümayiş etdirdi. Lakin, sitokinin və brassinosteroidlər daha yaxşı bitki adaptasiyasına səbəb oldu, çünki hər iki bitki böyümə tənzimləyicisi heç bir tətbiq olmadan düyü bitkiləri ilə müqayisədə xlorofil tərkibini, alfa-xlorofil flüoresans parametrlərini, gs və RWC-ni artırdı və həmçinin MDA tərkibini və örtük temperaturunu azaldı. Xülasə, bitki böyümə tənzimləyicilərinin (sitokininlər və brassinosteroidlər) istifadəsinin yüksək temperatur dövrlərində şiddətli istilik stressi nəticəsində düyü bitkilərində stress şəraitinin idarə olunmasında faydalı bir vasitə olduğu qənaətinə gəldik.
Tədqiqatda təqdim olunan orijinal materiallar məqaləyə əlavə olunur və əlavə sorğular müvafiq müəllifə ünvanlana bilər.