Bitki böyümə tənzimləyiciləri (PGR)stress şəraitində bitki müdafiəsini gücləndirməyin səmərəli yoludur. Bu tədqiqat ikisinin qabiliyyətini araşdırdıPGR-lər, tiourea (TU) və arginin (Arg), buğdada duz stresini azaltmaq üçün. Nəticələr göstərdi ki, TU və Arg, xüsusən birlikdə istifadə edildikdə, duz stresi altında bitki böyüməsini tənzimləyə bilər. Onların müalicəsi buğda fidanlarında reaktiv oksigen növlərinin (ROS), malondialdehidin (MDA) və nisbi elektrolit sızmasının (REL) səviyyələrini azaltmaqla yanaşı, antioksidan fermentlərin fəaliyyətini əhəmiyyətli dərəcədə artırdı. Bundan əlavə, bu müalicələr Na+ və Ca2+ konsentrasiyalarını və Na+/K+ nisbətini əhəmiyyətli dərəcədə azaltdı, eyni zamanda K+ konsentrasiyasını əhəmiyyətli dərəcədə artırdı və bununla da ion-osmotik balansı qorudu. Daha da əhəmiyyətlisi, TU və Arg duz stresi altında buğda fidanlarının xlorofil tərkibini, xalis fotosintetik sürətini və qaz mübadiləsi sürətini əhəmiyyətli dərəcədə artırdı. TU və Arg tək və ya kombinasiyada istifadə edildikdə quru maddə yığılmasını 9,03–47,45% artıra bilər və artım birlikdə istifadə edildikdə ən böyük idi. Nəticə olaraq, bu tədqiqat redoks homeostazının və ion balansının qorunmasının bitkilərin duz stresinə qarşı tolerantlığını artırmaq üçün vacib olduğunu vurğulayır. Bundan əlavə, TU və Arg potensial olaraq tövsiyə edildi.bitki böyümə tənzimləyiciləri,xüsusilə buğda məhsuldarlığını artırmaq üçün birlikdə istifadə edildikdə.
İqlim və kənd təsərrüfatı təcrübələrindəki sürətli dəyişikliklər kənd təsərrüfatı ekosistemlərinin deqradasiyasını artırır1. Ən ciddi nəticələrdən biri qlobal ərzaq təhlükəsizliyini təhdid edən torpağın şoranlaşmasıdır2. Şoranlaşma hazırda dünyada əkin sahələrinin təxminən 20%-ni təsir edir və bu rəqəm 2050-ci ilə qədər 50%-ə qədər arta bilər3. Duz-qələvi stressi bitki köklərində osmotik stressə səbəb ola bilər ki, bu da bitkidəki ion balansını pozur4. Bu cür mənfi şərtlər həmçinin xlorofilin parçalanmasının sürətlənməsinə, fotosintez sürətinin azalmasına və metabolik pozğunluqlara səbəb ola bilər ki, bu da nəticədə bitki məhsuldarlığının azalmasına səbəb ola bilər5,6. Bundan əlavə, ümumi ciddi təsir reaktiv oksigen növlərinin (ROS) artmasıdır ki, bu da DNT, zülallar və lipidlər daxil olmaqla müxtəlif biomolekullara oksidləşdirici zərər verə bilər7.
Buğda (Triticum aestivum) dünyanın ən vacib dənli bitkilərindən biridir. Bu, yalnız ən çox becərilən dənli bitki deyil, həm də vacib kommersiya məhsuludur8. Lakin buğda duza həssasdır ki, bu da onun böyüməsini ləngidə bilər, fizioloji və biokimyəvi proseslərini poza bilər və məhsuldarlığını əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər. Duz stressinin təsirini azaltmaq üçün əsas strategiyalara genetik modifikasiya və bitki böyümə tənzimləyicilərinin istifadəsi daxildir. Genetik modifikasiya olunmuş orqanizmlər (GM) duza davamlı buğda sortlarının hazırlanması üçün gen redaktəsinin və digər üsulların istifadəsidir9,10. Digər tərəfdən, bitki böyümə tənzimləyiciləri fizioloji aktivlikləri və duzla əlaqəli maddələrin səviyyələrini tənzimləməklə buğdada duza davamlılığı artırır və bununla da stress zərərini azaldır11. Bu tənzimləyicilər ümumiyyətlə transgen yanaşmalara nisbətən daha çox qəbul edilir və geniş istifadə olunur. Onlar bitkinin duzluluq, quraqlıq və ağır metallar kimi müxtəlif abiotik stresslərə qarşı dözümlülüyünü artıra və toxumun cücərməsini, qida maddələrinin mənimsənilməsini və reproduktiv böyüməni təşviq edə bilər, bununla da məhsuldarlığı və keyfiyyətini artıra bilər.12 Bitki böyümə tənzimləyiciləri ətraf mühitə uyğunluğu, istifadəsi asanlığı, səmərəliliyi və praktikliyi səbəbindən məhsulun böyüməsini təmin etmək və məhsuldarlığı və keyfiyyətini qorumaq üçün vacibdir. 13 Lakin, bu modulyatorların oxşar təsir mexanizmləri olduğundan, onlardan birini təkbaşına istifadə etmək təsirli olmaya bilər. Buğdada duza qarşı dözümlülüyü artıra bilən böyümə tənzimləyicilərinin kombinasiyasını tapmaq, əlverişsiz şəraitdə buğda yetişdirilməsi, məhsuldarlığı artırmaq və ərzaq təhlükəsizliyini təmin etmək üçün vacibdir.
TU və Arg-in birgə istifadəsini araşdıran heç bir tədqiqat yoxdur. Bu innovativ kombinasiyanın duz stressi altında buğdanın böyüməsini sinergetik şəkildə təşviq edib-etmədiyi məlum deyil. Buna görə də, bu tədqiqatın məqsədi bu iki böyümə tənzimləyicisinin duz stressinin buğdaya mənfi təsirlərini sinergetik şəkildə azalda biləcəyini müəyyən etmək idi. Bu məqsədlə, bitkilərin redoks və ion balansına diqqət yetirərək, duz stressi altında buğdaya TU və Arg-in birgə tətbiqinin faydalarını araşdırmaq üçün qısamüddətli hidroponik buğda şitil təcrübəsi apardıq. Biz TU və Arg-in kombinasiyasının duz stressindən qaynaqlanan oksidləşdirici zərəri azaltmaq və ion balanssızlığını idarə etmək, bununla da buğdada duza qarşı tolerantlığı artırmaq üçün sinergetik şəkildə işləyə biləcəyi fərziyyəsini irəli sürdük.
Nümunələrin MDA tərkibi tiobarbitur turşusu metodu ilə təyin edilmişdir. 0,1 q təzə nümunə tozunu dəqiq çəkin, 1 ml 10% trixlorsirkə turşusu ilə ekstraktı 10 dəqiqə ərzində qarışdırın, 10000 q-da 20 dəqiqə santrifüj edin və üst qatı toplayın. Ekstrakt bərabər həcmdə 0,75% tiobarbitur turşusu ilə qarışdırılmış və 100 °C-də 15 dəqiqə inkubasiya edilmişdir. İnkubasiyadan sonra üst qatı santrifüjlə toplanmış və 450 nm, 532 nm və 600 nm-də OD dəyərləri ölçülmüşdür. MDA konsentrasiyası aşağıdakı kimi hesablanmışdır:
3 günlük müalicəyə bənzər şəkildə, Arg və Tu-nun tətbiqi də 6 günlük müalicə zamanı buğda tinglərinin antioksidant ferment aktivliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırdı. TU və Arg-nin kombinasiyası yenə də ən təsirli idi. Lakin, müalicədən 6 gün sonra, müxtəlif müalicə şəraitində dörd antioksidant fermentin aktivliyi müalicədən 3 gün sonra ilə müqayisədə azalma meyli göstərdi (Şəkil 6).
Fotosintez bitkilərdə quru maddənin yığılmasının əsasını təşkil edir və duza son dərəcə həssas olan xloroplastlarda baş verir. Duz stressi plazma membranının oksidləşməsinə, hüceyrə osmotik balansının pozulmasına, xloroplast ultrastrukturuna zərər verə bilər36, xlorofilin parçalanmasına səbəb ola bilər, Kalvin dövrü fermentlərinin (Rubisco daxil olmaqla) aktivliyini azalda bilər və PS II-dən PS I37-yə elektron ötürülməsini azalda bilər. Bundan əlavə, duz stressi stomatal bağlanmaya səbəb ola bilər və bununla da yarpaq CO2 konsentrasiyasını azalda və fotosintezi inhibə edə bilər38. Nəticələrimiz duz stressinin buğdada stomatal keçiriciliyi azaltdığı, yarpaq transpirasiya sürətinin və hüceyrədaxili CO2 konsentrasiyasının azaldığı və nəticədə fotosintez qabiliyyətinin azalmasına və buğdanın biokütləsinin azalmasına səbəb olduğu əvvəlki tapıntıları təsdiqlədi (Şəkil 1 və 3). Xüsusilə, TU və Arg tətbiqi duz stressi altında buğda bitkilərinin fotosintez səmərəliliyini artıra bilər. Fotosintez səmərəliliyinin yaxşılaşması, TU və Arg eyni vaxtda tətbiq edildikdə xüsusilə əhəmiyyətli idi (Şəkil 3). Bu, TU və Arg-nin stomatal açılış və bağlanmanı tənzimləməsi və bununla da fotosintetik səmərəliliyi artırması ilə əlaqəli ola bilər ki, bu da əvvəlki tədqiqatlarla dəstəklənir. Məsələn, Bencarti və digərləri duz stressi altında TU-nun Atriplex portulacoides L.39-da stomatal keçiriciliyi, CO2 assimilyasiya sürətini və PSII fotokimyasının maksimum kvant səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırdığını aşkar etmişdir. Arg-nin duz stressinə məruz qalan bitkilərdə stomatal açılış və bağlanmanı tənzimləyə biləcəyini sübut edən birbaşa məlumatlar olmasa da, Silveira və digərləri Arg-in quraqlıq şəraitində yarpaqlarda qaz mübadiləsini təşviq edə biləcəyini göstərmişdir22.
Xülasə, bu tədqiqat göstərir ki, fərqli təsir mexanizmlərinə və fiziki-kimyəvi xüsusiyyətlərinə baxmayaraq, TU və Arg buğda şitillərində, xüsusən də birlikdə tətbiq edildikdə, NaCl stresinə qarşı müqayisə edilə bilən müqavimət göstərə bilər. TU və Arg-nin tətbiqi buğda şitillərinin antioksidan ferment müdafiə sistemini aktivləşdirə, ROS tərkibini azalda və membran lipidlərinin sabitliyini qoruya bilər və bununla da şitillərdə fotosintez və Na+/K+ balansını qoruya bilər. Bununla belə, bu tədqiqatın da məhdudiyyətləri var; TU və Arg-nin sinergetik təsiri təsdiqlənsə və onun fizioloji mexanizmi müəyyən dərəcədə izah edilsə də, daha mürəkkəb molekulyar mexanizm hələ də qeyri-müəyyəndir. Buna görə də, transkriptomik, metabolomik və digər metodlardan istifadə edərək TU və Arg-nin sinergetik mexanizminin daha da öyrənilməsi zəruridir.
Cari tədqiqat zamanı istifadə edilən və/və ya təhlil edilən məlumat dəstləri müvafiq müəllifdən ağlabatan tələb olduqda əldə edilə bilər.
Yayımlanma vaxtı: 19 may 2025