ቲዩሬያ እና አርጊኒን በስንዴ ውስጥ ያለውን የጨው ውጥረትን በመቀነስ የሬዶክስ ሆሞስታሲስን እና የአዮን ሚዛንን በጋራ ይጠብቃሉ።

የእፅዋት እድገት ተቆጣጣሪዎች (ፒጂአር)በጭንቀት ሁኔታዎች ውስጥ የእፅዋትን መከላከያ ለማሻሻል ወጪ ቆጣቢ መንገድ ናቸው። ይህ ጥናት የሁለት ሰዎች አቅምን መርምሯል።ፒጂአርዎችበስንዴ ውስጥ ያለውን የጨው ውጥረት ለማስታገስ ቲዩሬአ (TU) እና አርጊኒን (Arg)። ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት TU እና Arg፣ በተለይም አንድ ላይ ጥቅም ላይ ሲውሉ፣ በጨው ውጥረት ስር የእፅዋትን እድገት መቆጣጠር ይችላሉ። ሕክምናዎቻቸው በስንዴ ችግኞች ውስጥ የሪአክቲቭ ኦክሲጂን ዝርያዎችን (ROS)፣ ማሎንዲያልዴይድ (MDA) እና አንጻራዊ ኤሌክትሮላይት መፍሰስ (REL) መጠንን በመቀነስ የፀረ-ኦክሲዳንት ኢንዛይሞችን እንቅስቃሴ በከፍተኛ ሁኔታ ጨምረዋል። ​​በተጨማሪም፣ እነዚህ ሕክምናዎች የNa+ እና Ca2+ ክምችትን እና የNa+/K+ ጥምርታን በእጅጉ ቀንሰዋል፣ የK+ ክምችትን በከፍተኛ ሁኔታ በመጨመር፣ በዚህም የion-osmotic ሚዛንን ይጠብቃሉ። ከሁሉም በላይ ደግሞ TU እና Arg በጨው ውጥረት ስር የስንዴ ችግኞችን የክሎሮፊል ይዘት፣ የተጣራ ፎቶሲንተቲክ መጠን እና የጋዝ ልውውጥ መጠን በከፍተኛ ሁኔታ ጨምረዋል። ​​TU እና Arg ብቻቸውን ወይም በጥምረት ጥቅም ላይ ሲውሉ ደረቅ ቁስ ክምችትን በ9.03–47.45% ሊያሳድጉ ይችላሉ፣ እና ጭማሪው አንድ ላይ ሲጠቀሙበት በጣም ከፍተኛ ነበር። በማጠቃለያ፣ ይህ ጥናት የሬዶክስ ሆሞስታሲስን እና የአዮን ሚዛንን መጠበቅ የእፅዋትን ለጨው ውጥረት መቻቻልን ለማሻሻል አስፈላጊ መሆኑን ያጎላል። በተጨማሪም፣ TU እና Arg እንደ እምቅ አቅም ይመከራልየእፅዋት እድገት ተቆጣጣሪዎች፣በተለይም አንድ ላይ ጥቅም ላይ ሲውል የስንዴ ምርትን ለማሻሻል።
በአየር ንብረት እና በግብርና ልምዶች ላይ ፈጣን ለውጦች የግብርና ሥነ-ምህዳሮችን እያሽቆለቆሉ ነው1. በጣም ከባድ ከሆኑት መዘዞች አንዱ የመሬት ጨዋማነት ሲሆን ይህም የዓለምን የምግብ ዋስትና አደጋ ላይ የሚጥል ነው2. የጨው ክምችት በአሁኑ ጊዜ በዓለም ዙሪያ ከሚገኘው የእርሻ መሬት 20% ያህሉን ይጎዳል፣ እና ይህ ቁጥር በ20503 ወደ 50% ሊጨምር ይችላል። የጨው-አልካላይ ውጥረት በሰብል ሥሮች ውስጥ የኦስሞቲክ ውጥረት ሊያስከትል ይችላል፣ ይህም በእፅዋቱ ውስጥ ያለውን የአዮኒክ ሚዛን ያዛባል4። እንደዚህ ያሉ አሉታዊ ሁኔታዎች ፈጣን የክሎሮፊል መበላሸት፣ የፎቶሲንተሲስ መጠን መቀነስ እና የሜታቦሊክ መዛባት ሊያስከትሉ ይችላሉ፣ በመጨረሻም የእፅዋት ምርት መቀነስ5,6። ከዚህም በላይ የተለመደው ከባድ ተጽዕኖ የሪአክቲቭ ኦክሲጂን ዝርያዎች (ROS) መፈጠር መጨመር ሲሆን ይህም ዲኤንኤ፣ ፕሮቲኖች እና ቅባቶችን ጨምሮ በተለያዩ ባዮሞለኪውሎች ላይ ኦክሲዴቲቭ ጉዳት ሊያስከትል ይችላል።
ስንዴ (ትሪቲኩም አኢስቲቪም) በዓለም ላይ ካሉት እጅግ አስፈላጊ የእህል ሰብሎች አንዱ ነው። በስፋት የሚበቅለው የእህል ሰብል ብቻ ሳይሆን አስፈላጊ የንግድ ሰብል8 ነው። ሆኖም ስንዴ ለጨው ስሜታዊ ነው፣ ይህም እድገቱን ሊገታ፣ የፊዚዮሎጂ እና የባዮኬሚካላዊ ሂደቶቹን ሊያስተጓጉል እና ምርቱን በእጅጉ ሊቀንስ ይችላል። የጨው ውጥረትን ተፅእኖ ለመቀነስ ዋና ዋና ስልቶች የጄኔቲክ ማሻሻያ እና የእፅዋት እድገት ተቆጣጣሪዎችን መጠቀምን ያካትታሉ። በጄኔቲክ የተሻሻሉ ህዋሳት (ጂኤም) የጂን አርትዖት እና ጨውን የሚቋቋሙ የስንዴ ዝርያዎችን ለማዘጋጀት ሌሎች ቴክኒኮችን መጠቀም ናቸው። በሌላ በኩል የእፅዋት እድገት ተቆጣጣሪዎች በስንዴ ውስጥ የጨው መቻቻልን የፊዚዮሎጂ እንቅስቃሴዎችን እና ከጨው ጋር የተያያዙ ንጥረ ነገሮችን መጠን በመቆጣጠር ያሻሽላሉ፣ በዚህም የጭንቀት ጉዳትን ይቀንሳሉ11። እነዚህ ተቆጣጣሪዎች በአጠቃላይ ከትራንስጀኒክ አቀራረቦች ይልቅ ተቀባይነት ያላቸው እና በስፋት ጥቅም ላይ ይውላሉ። እንደ ጨዋማነት፣ ድርቅ እና ከባድ ብረቶች ላሉ የተለያዩ አቢዮቲክ ጭንቀቶች የእፅዋትን መቻቻል ሊያሳድጉ እና የዘር ፍሬ ማብቀል፣ የንጥረ ነገር ቅበላ እና የመራቢያ እድገትን ሊያበረታቱ ይችላሉ፣ በዚህም የሰብል ምርትን እና ጥራትን ይጨምራሉ። 12 የእፅዋት እድገት ተቆጣጣሪዎች በአካባቢ ወዳጃዊነታቸው፣ በአጠቃቀም ቀላልነታቸው፣ በዋጋ ቆጣቢነታቸው እና በተግባራዊነታቸው ምክንያት የሰብል እድገትን ለማረጋገጥ እና ምርትን እና ጥራትን ለመጠበቅ ወሳኝ ናቸው። 13 ይሁን እንጂ፣ እነዚህ ሞዱላተሮች ተመሳሳይ የአሠራር ዘዴዎች ስላሏቸው፣ አንዱን ብቻ መጠቀም ውጤታማ ላይሆን ይችላል። በስንዴ ውስጥ የጨው መቻቻልን የሚያሻሽሉ የእድገት ተቆጣጣሪዎችን ጥምረት ማግኘት በአስቸጋሪ ሁኔታዎች ውስጥ የስንዴ እርባታ፣ ምርትን ለመጨመር እና የምግብ ዋስትናን ለማረጋገጥ ወሳኝ ነው።
የTU እና Arg ጥምር አጠቃቀምን የሚመረምሩ ጥናቶች የሉም። ይህ ፈጠራ ያለው ጥምረት በጨው ውጥረት ወቅት የስንዴ እድገትን በተመሳሳይ መንገድ ሊያበረታታ ይችል እንደሆነ ግልጽ አይደለም። ስለዚህ የዚህ ጥናት ዓላማ እነዚህ ሁለት የእድገት ተቆጣጣሪዎች በስንዴ ላይ የጨው ውጥረት የሚያስከትሉትን አሉታዊ ተፅእኖዎች በተመሳሳይ ጊዜ ማቃለል ይችሉ እንደሆነ መወሰን ነበር። ለዚህም ሲባል፣ በጨው ውጥረት ወቅት TU እና Arg በስንዴ ላይ በጨው ውጥረት ወቅት ጥቅም ላይ ማዋል የሚያስገኛቸውን ጥቅሞች ለመመርመር የአጭር ጊዜ የሃይድሮፖኒክ የስንዴ ችግኝ ሙከራ አድርገናል፣ ይህም በእፅዋቱ ሬዶክስ እና አዮኒክ ሚዛን ላይ በማተኮር ነው። የTU እና Arg ጥምረት በጨው ውጥረት ምክንያት የሚመጣውን የኦክሳይድ ጉዳት ለመቀነስ እና አዮኒክ አለመመጣጠንን ለማስተዳደር በጋራ ሊሰራ እንደሚችል ገምተናል፣ በዚህም በስንዴ ውስጥ የጨው መቻቻልን ያሻሽላል።
የናሙናዎቹ የMDA ይዘት የሚወሰነው በቲዮባርቢቱሪክ አሲድ ዘዴ ነው። 0.1 ግራም ትኩስ የናሙና ዱቄት በትክክል ይመዝኑ፣ ከ1 ሚሊ ሊትር 10% ትሪክሎሮአሴቲክ አሲድ ጋር ለ10 ደቂቃ ያወጡ፣ በ10,000 ግራም ለ20 ደቂቃ ያወጡ እና የላይኛውን ክፍል ይሰብስቡ። ማውጣት ከ0.75% ቲዮባርቢቱሪክ አሲድ ጋር እኩል መጠን ተቀላቅሎ በ100°ሴ ለ15 ደቂቃ እንዲቆይ ተደርጓል። ከተጨመረ በኋላ የላይኛውን ክፍል በሴንትሪፉጌሽን ተሰብስቦ በ450 nm፣ 532 nm እና 600 nm ላይ ያሉት የኦዲ እሴቶች ተለኩ። የMDA ክምችት እንደሚከተለው ተሰልቷል፡
ልክ እንደ 3 ቀን ህክምናው፣ የአርግ እና የቱ አጠቃቀም የስንዴ ችግኞችን የፀረ-ኦክሲዳንት ኢንዛይም እንቅስቃሴ በ6 ቀን ህክምናው በእጅጉ ጨምሯል። የTU እና የአርግ ጥምረት አሁንም በጣም ውጤታማ ነበር። ሆኖም፣ ከህክምናው በኋላ በ6 ቀናት ውስጥ፣ በተለያዩ የሕክምና ሁኔታዎች ውስጥ የአራቱ የፀረ-ኦክሲዳንት ኢንዛይሞች እንቅስቃሴ ከህክምናው በኋላ ከ3 ቀናት ጋር ሲነጻጸር እየቀነሰ የመጣ አዝማሚያ አሳይቷል (ምስል 6)።
ፎቶሲንተሲስ በእፅዋት ውስጥ ደረቅ ቁስ ክምችት መሰረት ሲሆን ለጨው እጅግ በጣም ስሜታዊ በሆኑ ክሎሮፕላስትስ ውስጥ ይከሰታል። የጨው ውጥረት የፕላዝማ ሽፋን ኦክሳይድ፣ የሴሉላር ኦስሞቲክ ሚዛን መቋረጥ፣ የክሎሮፕላስት አልትራስቴክቸር36 ጉዳት፣ የክሎሮፊል መበላሸት፣ የካልቪን ዑደት ኢንዛይሞችን እንቅስቃሴ (ሩቢስኮን ጨምሮ) መቀነስ እና ከPS II ወደ PS I37 የኤሌክትሮን ዝውውርን መቀነስ ይችላል። በተጨማሪም የጨው ውጥረት የሆድ መዘጋት ሊያስከትል ይችላል፣ በዚህም የቅጠል CO2 ክምችትን ይቀንሳል እና ፎቶሲንተሲስን ይከለክላል። ውጤቶቻችን ቀደም ሲል የተገኙትን ግኝቶች አረጋግጠዋል የጨው ውጥረት በስንዴ ውስጥ የሆድ መተላለፊያን ይቀንሳል፣ ይህም የቅጠል መተላለፊያ ፍጥነት እና የውስጥ ውስጥ የCO2 ክምችት ይቀንሳል፣ ይህም በመጨረሻ የፎቶሲንተቲክ አቅም እንዲቀንስ እና የስንዴ ባዮማስ እንዲቀንስ ያደርጋል (ምስል 1 እና 3)። በተለይም፣ የTU እና Arg አተገባበር በጨው ውጥረት ስር የስንዴ ተክሎችን የፎቶሲንተቲክ ውጤታማነት ሊያሻሽል ይችላል። የፎቶሲንተቲክ ውጤታማነት መሻሻል TU እና Arg በአንድ ጊዜ ሲተገበሩ በተለይ ጉልህ ነበር (ምስል 3)። ይህ ሊሆን የቻለው TU እና Arg የሆድ መክፈቻ እና መዝጊያን በመቆጣጠር ሲሆን ይህም በቀደሙት ጥናቶች የተደገፈ የፎቶሲንተቲክ ቅልጥፍናን ያሻሽላል። ለምሳሌ፣ ቤንካርቲ እና ሌሎችም በጨው ውጥረት ስር፣ TU በአትሪፕሌክስ ፖርቱላኮይድስ L.39 ውስጥ የሆድ መተላለፊያ ቱቦ፣ የCO2 ውህደት መጠን እና ከፍተኛውን የPSII ፎቶኬሚስትሪ ውጤታማነት በከፍተኛ ሁኔታ እንደጨመረ ደርሰውበታል። ምንም እንኳን Arg ለጨው ውጥረት በተጋለጡ እፅዋት ውስጥ የሆድ መተላለፊያ ቱቦ መክፈት እና መዘጋትን መቆጣጠር እንደሚችል የሚያረጋግጡ ቀጥተኛ ሪፖርቶች ባይኖሩም፣ ሲልቪራ እና ሌሎችም Arg በድርቅ ሁኔታዎች ውስጥ በቅጠሎች ውስጥ የጋዝ ልውውጥን ሊያበረታታ እንደሚችል ጠቁመዋል22።
ባጭሩ፣ ይህ ጥናት የተለያዩ የድርጊት ዘዴዎች እና የፊዚኮኬሚካላዊ ባህሪያት ቢኖራቸውም፣ TU እና Arg በስንዴ ችግኞች ውስጥ በተለይም አብረው ሲተገበሩ ከNaCl ውጥረት ጋር ተመሳሳይ የሆነ የመቋቋም አቅም ሊሰጡ እንደሚችሉ ያጎላል። የTU እና Arg አተገባበር የስንዴ ችግኞችን የፀረ-ኦክሲዳንት ኢንዛይም መከላከያ ስርዓትን ማግበር፣ የROS ይዘትን መቀነስ እና የሜምብሬን ሊፒድስ መረጋጋትን መጠበቅ፣ በዚህም በችግኝ ውስጥ ፎቶሲንተሲስ እና የNa+/K+ ሚዛን መጠበቅ ይችላል። ሆኖም፣ ይህ ጥናት ገደቦችም አሉት፤ የTU እና Arg የሲነርጂስቲክ ተጽእኖ ቢረጋገጥም እና የፊዚዮሎጂ ዘዴው በተወሰነ ደረጃ ቢብራራም፣ የበለጠ ውስብስብ የሆነው የሞለኪውላዊ ዘዴ ግልጽ አይደለም። ስለዚህ፣ የTU እና Arg የሲነርጂስቲክ ዘዴን በትራንስክሪፕቶሚክ፣ ሜታቦሎሚክ እና ሌሎች ዘዴዎችን በመጠቀም ተጨማሪ ጥናት ማድረግ አስፈላጊ ነው።
በአሁኑ ጥናት ወቅት ጥቅም ላይ የዋሉ እና/ወይም የተተነተኑ የውሂብ ስብስቦች በተገቢ ጥያቄ መሰረት ከሚመለከተው ደራሲ ማግኘት ይችላሉ።