Bitki böyümə tənzimləyiciləri (PGRs)stres şəraitində bitki müdafiəsini gücləndirmək üçün sərfəli üsuldur. Bu araşdırma ikinin qabiliyyətini araşdırdıPGR-lər, tiokarbamid (TU) və arginin (Arg), buğdada duz stresini azaltmaq üçün. Nəticələr göstərdi ki, TU və Arg, xüsusilə birlikdə istifadə edildikdə, duz stressi altında bitki böyüməsini tənzimləyə bilər. Onların müalicəsi buğda şitillərində reaktiv oksigen növlərinin (ROS), malondialdehidin (MDA) və nisbi elektrolit sızmasının (REL) səviyyəsini azaltmaqla yanaşı, antioksidant fermentlərin fəaliyyətini əhəmiyyətli dərəcədə artırdı. Bundan əlavə, bu müalicələr Na+ və Ca2+ konsentrasiyalarını və Na+/K+ nisbətini əhəmiyyətli dərəcədə azaldıb, eyni zamanda K+ konsentrasiyasını əhəmiyyətli dərəcədə artırır və bununla da ion-osmotik tarazlığı qoruyur. Daha da əhəmiyyətlisi, TU və Arq duz stressi altında buğda tinglərinin xlorofil tərkibini, xalis fotosintetik sürətini və qaz mübadiləsini əhəmiyyətli dərəcədə artırdı. Tək və ya birlikdə istifadə edilən TU və Arg quru maddənin yığılmasını 9,03-47,45% artıra bilər və artım birlikdə istifadə edildikdə ən yüksək olmuşdur. Nəticə olaraq, bu tədqiqat redoks homeostazının və ion balansının qorunmasının bitkilərin duz stresinə dözümlülüyünü artırmaq üçün vacib olduğunu vurğulayır. Bundan əlavə, TU və Arq potensial olaraq tövsiyə edilmişdirbitki böyümə tənzimləyiciləri,xüsusilə birlikdə istifadə edildikdə, buğda məhsuldarlığını artırmaq üçün.
İqlim və kənd təsərrüfatı təcrübələrində sürətli dəyişikliklər kənd təsərrüfatı ekosistemlərinin deqradasiyasını artırır1. Ən ciddi nəticələrdən biri torpaqların şoranlaşmasıdır ki, bu da qlobal ərzaq təhlükəsizliyini təhdid edir2. Şoranlaşma hal-hazırda bütün dünyada əkin sahələrinin təxminən 20%-nə təsir edir və bu rəqəm 20503-cü ilə qədər 50%-ə qədər arta bilər. Duz-qələvi stressi bitki köklərində osmotik stress yarada bilər ki, bu da bitkidə ion balansını pozur4. Bu cür əlverişsiz şərtlər həmçinin xlorofilin parçalanmasının sürətlənməsinə, fotosintez sürətinin azalmasına və metabolik pozğunluqlara gətirib çıxara bilər ki, nəticədə bitki məhsuldarlığı azalır5,6. Bundan əlavə, ümumi ciddi təsir müxtəlif biomolekullara, o cümlədən DNT, zülallar və lipidlərə oksidləşdirici ziyan vura bilən reaktiv oksigen növlərinin (ROS) artmasıdır.
Buğda (Triticum aestivum) dünyada ən vacib dənli bitkilərdən biridir. Bu, nəinki ən geniş becərilən dənli bitki, həm də mühüm kommersiya məhsuludur8. Bununla belə, buğda duza həssasdır, bu da onun böyüməsini maneə törədə, fizioloji və biokimyəvi prosesləri poza bilər və məhsuldarlığını əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər. Duz stresinin təsirlərini azaltmaq üçün əsas strategiyalara genetik modifikasiya və bitki artım tənzimləyicilərinin istifadəsi daxildir. Genetik cəhətdən dəyişdirilmiş orqanizmlər (GM) duza dözümlü buğda sortlarını inkişaf etdirmək üçün genlərin redaktə edilməsi və digər üsulların istifadəsidir9,10. Digər tərəfdən, bitki artım tənzimləyiciləri fizioloji fəaliyyətləri və duzla əlaqəli maddələrin səviyyələrini tənzimləməklə buğdada duza dözümlülüyü artırır və bununla da stressin zərərini azaldır11. Bu tənzimləyicilər ümumiyyətlə transgenik yanaşmalardan daha çox qəbul edilir və geniş istifadə olunur. Onlar bitkilərin şoranlıq, quraqlıq və ağır metallar kimi müxtəlif abiotik stresslərə qarşı dözümlülüyünü artıra bilər və toxumların cücərməsini, qida maddələrinin udulmasını və reproduktiv inkişafı təşviq edərək məhsulun məhsuldarlığını və keyfiyyətini artırır. 12 Bitki böyüməsi tənzimləyiciləri ekoloji cəhətdən təmiz, istifadə asanlığı, qənaətcilliyi və praktikliyi səbəbindən məhsulun böyüməsini təmin etmək və məhsuldarlığı və keyfiyyəti qorumaq üçün çox vacibdir. 13 Bununla belə, bu modulyatorların oxşar fəaliyyət mexanizmləri olduğundan, onlardan birinin tək istifadəsi effektiv olmaya bilər. Buğdada duza dözümlülüyünü yaxşılaşdıra bilən böyümə tənzimləyicilərinin kombinasiyasının tapılması əlverişsiz şəraitdə buğda yetişdirilməsi, məhsuldarlığın artırılması və ərzaq təhlükəsizliyinin təmin edilməsi üçün vacibdir.
TU və Arg-ın birgə istifadəsini araşdıran tədqiqatlar yoxdur. Bu innovativ birləşmənin duz stressi altında buğda artımını sinergik şəkildə təşviq edə biləcəyi bəlli deyil. Buna görə də, bu tədqiqatın məqsədi bu iki böyümə tənzimləyicisinin buğda üzərində duz stresinin mənfi təsirlərini sinerji olaraq azalda biləcəyini müəyyən etmək idi. Bu məqsədlə biz bitkilərin redoks və ion tarazlığına diqqət yetirərək, duzlu stress altında buğdaya TU və Arq-ın birgə tətbiqinin faydalarını araşdırmaq üçün qısamüddətli hidroponik buğda tingi təcrübəsi apardıq. Biz fərz etdik ki, TU və Arg birləşməsi duz stresindən qaynaqlanan oksidləşdirici zərəri azaltmaq və ion balanssızlığını idarə etmək üçün sinerji ilə işləyə bilər və bununla da buğdada duz tolerantlığını artırır.
Nümunələrin MDA tərkibi tiobarbiturik turşu üsulu ilə müəyyən edilmişdir. 0,1 q təzə nümunə tozunu dəqiqliklə çəkin, 1 ml 10% trixloroasetik turşu ilə 10 dəqiqə çıxarın, 20 dəqiqə ərzində 10000 q-da sentrifuqa edin və supernatantı toplayın. Ekstrakt bərabər həcmdə 0,75% tiobarbiturik turşu ilə qarışdırıldı və 100 ° C-də 15 dəqiqə inkubasiya edildi. İnkubasiyadan sonra supernatant sentrifuqa ilə toplandı və 450 nm, 532 nm və 600 nm-də OD dəyərləri ölçüldü. MDA konsentrasiyası aşağıdakı kimi hesablanır:
3 günlük müalicə kimi, Arg və Tu tətbiqi də 6 günlük müalicə altında buğda şitillərinin antioksidant ferment aktivliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırdı. TU və Arg birləşməsi hələ də ən təsirli idi. Bununla belə, müalicədən sonra 6 gün ərzində müxtəlif müalicə şərtləri altında dörd antioksidant fermentin fəaliyyəti müalicədən sonrakı 3 günlə müqayisədə azalma tendensiyası göstərmişdir (Şəkil 6).
Fotosintez bitkilərdə quru maddənin yığılmasının əsasını təşkil edir və duza həddindən artıq həssas olan xloroplastlarda baş verir. Duz stressi plazma membranının oksidləşməsinə, hüceyrənin osmotik tarazlığının pozulmasına, xloroplastın ultrastrukturunun zədələnməsinə36, xlorofilin deqradasiyasına, Kalvin dövrü fermentlərinin (o cümlədən Rubisko) aktivliyinin azalmasına və PS II-dən PS I37-yə elektron ötürülməsini azalda bilər. Bundan əlavə, duz stressi stomatanın bağlanmasına səbəb ola bilər, bununla da yarpaqlarda CO2 konsentrasiyasını azaldır və fotosintezi maneə törədir38. Nəticələrimiz duzun stressinin buğdada stoma keçiriciliyini azaldır, nəticədə yarpaq transpirasiya sürətinin və hüceyrədaxili CO2 konsentrasiyasının azalmasına, nəticədə buğdanın fotosintetik qabiliyyətinin və biokütləsinin azalmasına səbəb olması ilə bağlı əvvəlki tapıntıları təsdiqlədi (Şəkil 1 və 3). Qeyd edək ki, TU və Arg tətbiqi duz stressi altında buğda bitkilərinin fotosintetik səmərəliliyini artıra bilər. TU və Arg eyni vaxtda tətbiq edildikdə fotosintetik səmərəliliyin yaxşılaşması xüsusilə əhəmiyyətli idi (Şəkil 3). Bunun səbəbi, TU və Arg-ın stomatal açılış və bağlanmanı tənzimləməsi və bununla da əvvəlki tədqiqatlar tərəfindən dəstəklənən fotosintetik effektivliyi artırması ola bilər. Məsələn, Bencarti et al. müəyyən etdi ki, duz stressi altında TU stomatal keçiriciliyi, CO2 assimilyasiya dərəcəsini və Atriplex portulacoides L.39-da PSII fotokimyasının maksimum kvant səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırdı. Arg-ın duz stresinə məruz qalan bitkilərdə stomatal açılış və bağlanmanı tənzimləyə biləcəyini sübut edən birbaşa hesabatlar olmasa da, Silveira et al. Arg quraqlıq şəraitində yarpaqlarda qaz mübadiləsini təşviq edə biləcəyini göstərdi22.
Xülasə, bu tədqiqat vurğulayır ki, fərqli təsir mexanizmlərinə və fiziki-kimyəvi xassələrinə baxmayaraq, TU və Arg, xüsusilə birlikdə tətbiq edildikdə, buğda şitillərində NaCl stresinə qarşı müqayisəli müqavimət təmin edə bilər. TU və Arg tətbiqi buğda şitilinin antioksidant 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 Arq-ın sinergik təsiri təsdiqlənsə də və onun fizioloji mexanizmi müəyyən dərəcədə izah edilsə də, daha mürəkkəb molekulyar mexanizm qeyri-müəyyən olaraq qalır. Buna görə də, transkriptomik, metabolomik və digər üsullardan istifadə edərək TU və Arg-ın sinerji mexanizminin daha da öyrənilməsi lazımdır.
Cari tədqiqat zamanı istifadə olunan və/yaxud təhlil edilən məlumat dəstləri əsaslı sorğu əsasında müvafiq müəllifdən əldə edilə bilər.
Göndərmə vaxtı: 19 may 2025-ci il