Үсемлекләр үсешен көйләүчеләр (PGR)стресс шартларында үсемлекләрнең саклануын көчәйтүнең экономик яктан отышлы ысулы булып тора. Бу тикшеренү икесенең мөмкинлеген тикшердеPGRлар, тиомочевин (TU) һәм аргинин (Arg), бодайдагы тоз стрессын киметү өчен. Нәтиҗәләр күрсәткәнчә, TU һәм Arg, бигрәк тә бергә кулланылганда, тоз стрессы астында үсемлекләрнең үсешен көйли ала. Аларны эшкәртү антиоксидант ферментларның активлыгын сизелерлек арттырды, шул ук вакытта бодай үсентеләрендә реактив кислород төрләре (ROS), малониальдегид (MDA) һәм чагыштырма электролит агып чыгу (REL) дәрәҗәсен киметә. Моннан тыш, бу эшкәртүләр Na+ һәм Ca2+ концентрацияләрен һәм Na+/K+ нисбәтен сизелерлек киметә, шул ук вакытта K+ концентрациясен сизелерлек арттыра, шуның белән ион-осмотик балансны саклый. Иң мөһиме, TU һәм Arg тоз стрессы астында бодай үсентеләренең хлорофилл күләмен, фотосинтезның чиста тизлеген һәм газ алмашу тизлеген сизелерлек арттырды. TU һәм Arg аерым яки бергә кулланылганда коры матдә туплануын 9,03–47,45% ка арттырырга мөмкин, һәм алар бергә кулланылганда арту иң зур булды. Йомгаклап әйткәндә, бу тикшеренү үсемлекләрнең тоз стрессына чыдамлыгын арттыру өчен редокс гомеостазын һәм ион балансын саклау мөһимлеген күрсәтә. Моннан тыш, TU һәм Arg потенциал буларак тәкъдим ителде.үсемлекләр үсешен көйләүчеләр,бигрәк тә бергә кулланылганда, бодай уңышын арттыру өчен.
Климат һәм авыл хуҗалыгы практикасындагы тиз үзгәрешләр авыл хуҗалыгы экосистемаларының деградациясен арттыра1. Иң җитди нәтиҗәләрнең берсе - җирнең тозлануы, ул глобаль азык-төлек куркынычсызлыгына куркыныч тудыра2. Тозлану хәзерге вакытта дөнья күләмендәге чәчүлек җирләренең якынча 20% ына тәэсир итә, һәм бу сан 2050 елга 50% ка кадәр артырга мөмкин3. Тоз-селте стрессы культура тамырларында осмотик стресс китереп чыгарырга мөмкин, бу үсемлектәге ион балансын боза4. Мондый тискәре шартлар шулай ук хлорофиллның тиз таркалуына, фотосинтез тизлегенең кимүенә һәм метаболик бозылуларга китерергә мөмкин, нәтиҗәдә үсемлекләрнең уңышы кими5,6. Моннан тыш, еш очрый торган җитди нәтиҗә - реактив кислород төрләренең (ROS) артуы, ул төрле биомолекулаларга, шул исәптән ДНК, аксымнар һәм липидларга оксидатив зыян китерергә мөмкин7.
Бодай (Triticum aestivum) дөньядагы иң мөһим бөртекле культураларның берсе. Ул иң киң үстерелә торган бөртекле культура гына түгел, ә мөһим коммерция культурасы да8. Ләкин бодай тозга сизгер, бу аның үсешен тоткарларга, физиологик һәм биохимик процессларны бозарга һәм уңышын сизелерлек киметергә мөмкин. Тоз стрессы йогынтысын киметүнең төп стратегияләренә генетик модификация һәм үсемлекләрнең үсеш регуляторларын куллану керә. Генетик яктан модификацияләнгән организмнар (ГМ) - тозга чыдам бодай сортларын булдыру өчен геннарны редакцияләү һәм башка ысуллар куллану9,10. Икенче яктан, үсемлекләрнең үсеш регуляторлары физиологик активлыкны һәм тоз белән бәйле матдәләр дәрәҗәсен көйләү юлы белән бодайның тозга чыдамлыгын арттыра, шуның белән стресс зыянын киметә11. Бу регуляторлар, гадәттә, трансген ысулларга караганда күбрәк кабул ителә һәм киң кулланыла. Алар үсемлекләрнең тозлылык, корылык һәм авыр металлар кебек төрле абиотик стрессларга чыдамлыгын арттыра ала, орлыкларның шытуын, туклыклы матдәләрне үзләштерүен һәм репродуктив үсешне стимуллаштыра ала, шуның белән уңышны һәм сыйфатны арттыра. 12 Үсемлекләрнең үсеш регуляторлары, әйләнә-тирә мохиткә зыянсызлыгы, куллану җиңеллеге, чыгымнарның нәтиҗәлелеге һәм практиклыгы аркасында, уңышны һәм сыйфатны тәэмин итү һәм саклап калу өчен бик мөһим. 13 Ләкин, бу модуляторларның тәэсир итү механизмнары охшаш булганлыктан, аларның берсен генә куллану нәтиҗәле булмаска мөмкин. Бодайның тозга чыдамлыгын яхшырта алырлык үсеш регуляторлары комбинациясен табу тискәре шартларда бодай селекциясе, уңышны арттыру һәм азык-төлек куркынычсызлыгын тәэмин итү өчен бик мөһим.
TU һәм Arg бергә куллануны тикшерүче тикшеренүләр юк. Бу инновацион комбинация тоз стрессы шартларында бодай үсешен синергетик рәвештә стимуллаштыра аламы, юкмы, билгесез. Шуңа күрә бу тикшеренүнең максаты - бу ике үсеш регуляторы тоз стрессының бодайга тискәре йогынтысын синергетик рәвештә киметә аламы, юкмы икәнен ачыклау иде. Моның өчен без тоз стрессы шартларында бодайга TU һәм Arg бергә куллануның файдасын тикшерү өчен кыска вакытлы гидропоник бодай үсентеләре эксперименты үткәрдек, үсемлекләрнең редокс һәм ион балансына игътибар иттек. Без TU һәм Arg кушылмасы тоз стрессы китереп чыгарган оксидлашу зыянын киметү һәм ион дисбалансын идарә итү өчен синергетик рәвештә эшли ала, шуның белән бодайда тозга чыдамлыкны арттыра ала дип фаразладык.
Үрнәкләрнең MDA күләме тиобарбитур кислотасы ысулы белән билгеләнде. 0,1 г яңа үрнәк порошогын төгәл үлчәгез, 1 мл 10% трихлорацетат кислотасы белән экстрактны 10 минут дәвамында кушыгыз, 10000 г да 20 минут центрифугалагыз һәм өслек катламын җыегыз. Экстракт тигез күләмдәге 0,75% тиобарбитур кислотасы белән кушылды һәм 100 °C температурада 15 минут инкубацияләнде. Инкубациядән соң, өслек катламы центрифугалау юлы белән җыелды, һәм 450 нм, 532 нм һәм 600 нм да OD кыйммәтләре үлчәнде. MDA концентрациясе түбәндәгечә исәпләнде:
3 көнлек дәвалауга охшаш рәвештә, Arg һәм Tu куллану да 6 көнлек дәвалау вакытында бодай үсентеләренең антиоксидант фермент активлыгын сизелерлек арттырды. TU һәм Arg комбинациясе барыбер иң нәтиҗәле булды. Ләкин, дәвалаудан соң 6 көн узгач, төрле дәвалау шартларында дүрт антиоксидант ферментның активлыгы дәвалаудан соң 3 көн белән чагыштырганда кимү тенденциясен күрсәтте (6 нчы рәсем).
Фотосинтез үсемлекләрдә коры матдә туплануының нигезе булып тора һәм тозга бик сизгер булган хлоропластларда була. Тоз стрессы плазма мембранасының оксидлашуына, күзәнәк осмотик балансының бозылуына, хлоропласт ультрастузына зыян китерүгә36, хлорофиллның деградациясенә китерергә, Кальвин циклы ферментларының (шул исәптән Рубиско) активлыгын киметергә һәм PS II дан PS I37 га электрон күчүен киметергә мөмкин. Моннан тыш, тоз стрессы устьица ябылуына китерергә мөмкин, шуның белән яфрак CO2 концентрациясен киметергә һәм фотосинтезны тоткарларга38. Безнең нәтиҗәләр тоз стрессы бодайда устьица үткәрүчәнлеген киметүенең алдагы ачышларын раслады, бу яфрак транспирациясе тизлегенең һәм күзәнәк эчендәге CO2 концентрациясенең кимүенә китерә, бу исә фотосинтез сәләтенең кимүенә һәм бодайның биомассасының кимүенә китерә (1 һәм 3 нче рәсемнәр). Шунысы игътибарга лаек, TU һәм Arg куллану тоз стрессы астында бодай үсемлекләренең фотосинтез нәтиҗәлелеген арттырырга мөмкин. TU һәм Arg бер үк вакытта кулланылганда фотосинтез нәтиҗәлелегенең яхшыруы аеруча зур булды (3 нче рәсем). Бу TU һәм Arg ның устьица ачылуын һәм ябылуын көйләве белән бәйле булырга мөмкин, шуның белән фотосинтез нәтиҗәлелеген арттыра, моны алдагы тикшеренүләр дә раслый. Мәсәлән, Бенкарти һ.б. тоз стрессы астында TU ның устьица үткәрүчәнлеген, CO2 ассимиляциясе тизлеген һәм Atriplex portulacoides L.39 да PSII фотохимиясенең максималь квант нәтиҗәлелеген сизелерлек арттырганын ачыкладылар. Тоз стрессына дучар булган үсемлекләрдә Arg ның устьица ачылуын һәм ябылуын көйли алуын раслаучы турыдан-туры мәгълүматлар булмаса да, Сильвейра һ.б. Arg ның корылык шартларында яфракларда газ алмашуын яхшырта алуын күрсәттеләр22.
Кыскасы, бу тикшеренү төрле тәэсир итү механизмнарына һәм физик-химик үзлекләренә карамастан, TU һәм Arg бодай үсентеләрендә NaCl стрессына чагыштырмача каршы тора алуын күрсәтә, бигрәк тә бергә кулланылганда. TU һәм Arg куллану бодай үсентеләренең антиоксидант фермент саклану системасын активлаштыра, ROS күләмен киметә һәм мембрана липидларының тотрыклылыгын саклый ала, шуның белән үсентеләрдә фотосинтез һәм Na+/K+ балансын саклый ала. Ләкин бу тикшеренүнең дә чикләүләре бар; TU һәм Arg синергетик йогынтысы расланса да һәм аның физиологик механизмы билгеле бер дәрәҗәдә аңлатылса да, катлаулырак молекуляр механизм ачык түгел. Шуңа күрә, транскриптомик, метаболомик һәм башка ысуллар кулланып, TU һәм Arg синергетик механизмын өйрәнү зарур.
Агымдагы тикшеренү барышында кулланылган һәм/яки анализланган мәгълүмат җыелмалары тиешле автордан акылга сыярлык сорау буенча алырга мөмкин.
Бастырылган вакыты: 2025 елның 19 мае