የእፅዋት እድገት ተቆጣጣሪዎች (PGRs)በውጥረት ሁኔታዎች ውስጥ የእጽዋት መከላከያዎችን ለማጠናከር ወጪ ቆጣቢ መንገድ ናቸው. ይህ ጥናት የሁለትን ችሎታ መርምሯልPGRsበስንዴ ውስጥ ያለውን የጨው ጭንቀትን ለማስታገስ, ቲዮዩሪያ (TU) እና arginine (Arg). ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት TU እና Arg, በተለይም በአንድ ላይ ጥቅም ላይ ሲውሉ, በጨው ጭንቀት ውስጥ የእፅዋትን እድገትን መቆጣጠር ይችላሉ. ሕክምናዎቻቸው የአንቲኦክሲዳንት ኢንዛይሞችን እንቅስቃሴ በከፍተኛ ሁኔታ ጨምረዋል ፣ እና ምላሽ ሰጪ የኦክስጂን ዝርያዎች (ROS) ፣ malondialdehyde (MDA) እና አንጻራዊ ኤሌክትሮላይት መፍሰስ (REL) በስንዴ ችግኞች ውስጥ እየቀነሱ ናቸው። በተጨማሪም እነዚህ ሕክምናዎች የNa+ እና Ca2+ ስብስቦችን እና የና+/K+ ሬሾን በእጅጉ ቀንሰዋል፣ የK+ ትኩረትን በከፍተኛ ሁኔታ በመጨመር የ ion-osmotic ሚዛንን ይጠብቃሉ። ከሁሉም በላይ፣ TU እና Arg በጨው ጭንቀት ውስጥ የስንዴ ችግኞችን የክሎሮፊል ይዘትን፣ የተጣራ ፎቶሲንተቲክ ፍጥነትን እና የጋዝ ልውውጥን በከፍተኛ ሁኔታ ጨምረዋል። TU እና Arg በብቸኝነት ወይም በጥምረት ጥቅም ላይ የሚውሉት የደረቅ ቁስ ክምችት በ 9.03-47.45% ሊጨምር ይችላል, እና አንድ ላይ ጥቅም ላይ ሲውሉ ጭማሪው ከፍተኛ ነበር. በማጠቃለያው ይህ ጥናት የ redox homeostasis እና ion ሚዛን መጠበቅ የጨው ጭንቀትን የመቋቋም አቅምን ለማሳደግ አስፈላጊ መሆኑን አጉልቶ ያሳያል። በተጨማሪም TU እና Arg እንደ አቅም ተመክረዋልየእፅዋት እድገት ተቆጣጣሪዎች ፣በተለይ በጋራ ጥቅም ላይ ሲውል የስንዴ ምርትን ለመጨመር.
ፈጣን የአየር ንብረት ለውጥ እና የግብርና አሠራር የግብርና ሥነ-ምህዳር መመናመን እየጨመረ ነው። በጣም ከሚያስከትላቸው መዘዞች አንዱ የመሬት ጨዋማነት ሲሆን ይህም የአለምን የምግብ ዋስትና አደጋ ላይ ይጥላል2. ጨዋማነት በአሁኑ ጊዜ በአለም አቀፍ ደረጃ 20% የሚሆነውን የሚታረስ መሬት ይጎዳል እና ይህ አሃዝ በ20503 ወደ 50% ሊጨምር ይችላል።የጨው-አልካሊ ጭንቀት በሰብል ሥሮች ላይ የአስምሞቲክ ጭንቀትን ያስከትላል፣ይህም የእጽዋትን ion ሚዛን ይረብሸዋል። እንደነዚህ ያሉት መጥፎ ሁኔታዎች ወደ የተፋጠነ የክሎሮፊል ውድቀት፣ የፎቶሲንተሲስ መጠን መቀነስ እና የሜታቦሊዝም መዛባት ያስከትላል፣ በመጨረሻም የእጽዋት ምርትን ይቀንሳል5,6. ከዚህም በላይ፣ አንድ የተለመደ ከባድ ውጤት በዲ ኤን ኤ፣ ፕሮቲኖች እና ሊፒድስ 7 ን ጨምሮ በተለያዩ ባዮሞለኪውሎች ላይ ኦክሲዴቲቭ ጉዳት ሊያደርስ የሚችል ምላሽ ሰጪ የኦክስጂን ዝርያ (ROS) መፈጠር ነው።
ስንዴ (Triticum aestvum) በዓለም ላይ በጣም አስፈላጊ ከሆኑ የእህል ሰብሎች አንዱ ነው። በብዛት የሚመረተው የእህል ሰብል ብቻ ሳይሆን ጠቃሚ የንግድ ሰብልም ነው8. ይሁን እንጂ ስንዴ ለጨው ስሜታዊ ነው, ይህም እድገቱን ሊገታ, የፊዚዮሎጂ እና ባዮኬሚካላዊ ሂደቶችን ሊያስተጓጉል እና ምርቱን በእጅጉ ይቀንሳል. የጨው ጭንቀትን ተፅእኖ ለመቀነስ ዋናዎቹ ስልቶች የጄኔቲክ ማሻሻያ እና የእፅዋት እድገት መቆጣጠሪያዎችን መጠቀምን ያካትታሉ. በጄኔቲክ የተሻሻሉ ፍጥረታት (ጂኤም) የጂን ማስተካከያ እና ሌሎች ቴክኒኮችን በመጠቀም ጨው መቋቋም የሚችሉ የስንዴ ዝርያዎችን ማልማት ናቸው9,10. በሌላ በኩል የእጽዋት እድገት ተቆጣጣሪዎች የፊዚዮሎጂ እንቅስቃሴዎችን እና ከጨው ጋር የተያያዙ ንጥረ ነገሮችን ደረጃ በመቆጣጠር በስንዴ ውስጥ ያለውን የጨው መቻቻል ያጠናክራሉ, በዚህም የጭንቀት መጎዳትን ይቀንሳል11. እነዚህ ተቆጣጣሪዎች በአጠቃላይ ከትራንስጀኒክ አቀራረቦች የበለጠ ተቀባይነት ያላቸው እና በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላሉ። እንደ ጨዋማነት፣ ድርቅ እና ከባድ ብረቶች ያሉ የእጽዋትን መቻቻል ከፍ ያደርጋሉ፣ እና የዘር ማብቀልን፣ አልሚ ምግቦችን መውሰድ እና የመራቢያ እድገትን ያበረታታሉ፣ በዚህም የሰብል ምርትን እና ጥራትን ይጨምራሉ። 12 የዕፅዋትን እድገት ተቆጣጣሪዎች በአካባቢ ወዳጃቸው፣በአጠቃቀም ቀላልነት፣በዋጋ ቆጣቢነታቸው እና በተግባራዊነታቸው የሰብል እድገትን ለማረጋገጥ እና ምርትና ጥራትን ለመጠበቅ ወሳኝ ናቸው። 13 ነገር ግን፣ እነዚህ ሞጁላተሮች ተመሳሳይ የአሠራር ዘዴዎች ስላሏቸው፣ አንዱን ብቻ መጠቀም ውጤታማ ላይሆን ይችላል። በስንዴ ውስጥ የጨው መቻቻልን የሚያሻሽሉ የእድገት ተቆጣጣሪዎች ጥምረት ማግኘት በአስከፊ ሁኔታዎች ውስጥ ለስንዴ መራባት፣ ምርትን ለመጨመር እና የምግብ ዋስትናን ለማረጋገጥ ወሳኝ ነው።
የ TU እና Arg ጥምር አጠቃቀምን የሚመረምሩ ጥናቶች የሉም። ይህ የፈጠራ ውህደት በጨው ጭንቀት ውስጥ የስንዴ እድገትን በተመጣጣኝ መልኩ ማሳደግ ይችል እንደሆነ ግልጽ አይደለም። ስለዚህ የዚህ ጥናት አላማ እነዚህ ሁለት የእድገት ተቆጣጣሪዎች የጨው ጭንቀት በስንዴ ላይ የሚያስከትለውን አሉታዊ ተጽእኖ በጋራ ማቃለል ይችሉ እንደሆነ ለማወቅ ነው። ለዚህም, የ TU እና Arg ጥምር አተገባበር በጨው ጭንቀት ውስጥ ያለውን ጥቅም ለመመርመር የአጭር ጊዜ የሃይድሮፖኒክ የስንዴ ችግኝ ሙከራ አደረግን, በእጽዋት ዳግመኛ እና ionክ ሚዛን ላይ በማተኮር. የ TU እና Arg ጥምረት የጨው ጭንቀትን የሚያስከትል ኦክሳይድ ጉዳትን ለመቀነስ እና የ ion አለመመጣጠንን ለመቆጣጠር እና በስንዴ ውስጥ የጨው መቻቻልን ለማጎልበት በተቀናጀ መልኩ ሊሰሩ እንደሚችሉ ገምተናል።
የናሙናዎቹ የኤምዲኤ ይዘት የሚወሰነው በቲዮባርቢቱሪክ አሲድ ዘዴ ነው። በትክክል 0.1 ግራም ትኩስ የናሙና ዱቄት ይመዝኑ, ከ 1 ሚሊ ሜትር 10% ትሪክሎሮአክቲክ አሲድ ለ 10 ደቂቃዎች, ሴንትሪፉጅ በ 10,000 ግራም ለ 20 ደቂቃዎች ይውጡ እና ከፍተኛውን ይሰብስቡ. ጭምብሉ በእኩል መጠን 0.75% ቲዮባርቢቱሪክ አሲድ ጋር ተቀላቅሏል እና በ 100 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ ውስጥ ለ 15 ደቂቃዎች ተተክሏል. ከክትባቱ በኋላ, ከመጠን በላይ መጨመር በሴንትሪፍግሽን ተሰብስቧል, እና የኦዲ እሴቶች በ 450 nm, 532 nm እና 600 nm ይለካሉ. የኤምዲኤ ትኩረት በሚከተለው መልኩ ይሰላል፡
ከ3-ቀን ህክምና ጋር በሚመሳሰል መልኩ የአርግ እና ቱ አተገባበር በ6-ቀን ህክምና ስር የስንዴ ችግኞችን የፀረ-ኤንዛይም እንቅስቃሴ በከፍተኛ ሁኔታ ጨምሯል። የ TU እና Arg ጥምረት አሁንም በጣም ውጤታማ ነበር. ይሁን እንጂ ከህክምናው በኋላ በ 6 ቀናት ውስጥ የአራቱ የፀረ-ኤንዛይም ኢንዛይሞች በተለያዩ የሕክምና ሁኔታዎች ውስጥ የሚያደርጉት እንቅስቃሴ ከህክምናው ከ 3 ቀናት በኋላ ከነበረው ጋር ሲነፃፀር የመቀነስ አዝማሚያ አሳይቷል (ምስል 6).
ፎቶሲንተሲስ በእጽዋት ውስጥ የደረቅ ቁስ ክምችት መሰረት ሲሆን በክሎሮፕላስትስ ውስጥ ይከሰታል, ይህም ለጨው በጣም ስሜታዊ ነው. የጨው ጭንቀት የፕላዝማ ሽፋንን ወደ ኦክሳይድነት ሊያመራ ይችላል ፣ ሴሉላር ኦስሞቲክ ሚዛን ይረብሸዋል ፣ በክሎሮፕላስት ultrastructure36 ላይ ጉዳት ያደርሳል ፣ የክሎሮፊል ውድቀት ያስከትላል ፣ የካልቪን ዑደት ኢንዛይሞችን (ሩቢስኮን ጨምሮ) እንቅስቃሴን ይቀንሳል እና ከ PS II ወደ PS I37 የኤሌክትሮኒክስ ሽግግርን ይቀንሳል። በተጨማሪም, የጨው ጭንቀት ስቶማቲክ መዘጋት ሊያስከትል ይችላል, በዚህም የቅጠል CO2 ትኩረትን ይቀንሳል እና ፎቶሲንተሲስ38ን ይከላከላል. ውጤታችን ከዚህ ቀደም የተገኙ ግኝቶችን እንዳረጋገጠው የጨው ጭንቀት በስንዴ ውስጥ ስቶማታል ንክኪን እንደሚቀንስ፣ በዚህም ምክንያት የቅጠል ትራንስፎርሜሽን ፍጥነት እና ሴሉላር CO2 ትኩረት እንዲቀንስ ያደርጋል፣ ይህም በመጨረሻ የፎቶሲንተቲክ አቅምን ይቀንሳል እና የስንዴ ባዮማስ መጠን ይቀንሳል (ምስል 1 እና 3)። በተለይም የ TU እና Arg መተግበሪያ በጨው ጭንቀት ውስጥ የስንዴ ተክሎችን የፎቶሲንተቲክ ቅልጥፍናን ሊያሳድግ ይችላል. በተለይም TU እና Arg በአንድ ጊዜ ሲተገበሩ የፎቶሲንተቲክ ቅልጥፍና መሻሻል በጣም አስፈላጊ ነበር (ምስል 3). ይህ ሊሆን የቻለበት ምክንያት TU እና Arg የስቶማቲክ መክፈቻና መዝጋትን በመቆጣጠር በቀድሞ ጥናቶች የተደገፈውን የፎቶሲንተቲክ ቅልጥፍናን በማጎልበት ነው። ለምሳሌ, ቤንካርቲ እና ሌሎች. በጨው ውጥረት ውስጥ, TU በከፍተኛ ሁኔታ የስቶማታል ንክኪነት, የ CO2 ውህደት መጠን እና ከፍተኛው የ PSII ፎቶኬሚስትሪ በ Atriplex portulacoides L.39 ጨምሯል. ምንም እንኳን አርግ ለጨው ጭንቀት በተጋለጡ ተክሎች ውስጥ የስቶማቲክ መክፈቻ እና መዘጋት እንደሚቆጣጠር የሚያረጋግጡ ቀጥተኛ ዘገባዎች ባይኖሩም, ሲልቪራ እና ሌሎች. አርግ በድርቅ ሁኔታ ውስጥ ቅጠሎች ላይ የጋዝ ልውውጥን እንደሚያበረታታ አመልክቷል22.
በማጠቃለያው ይህ ጥናት እንደሚያሳየው የተለያዩ የአሠራር ዘዴዎች እና የፊዚዮኬሚካላዊ ባህሪያት ቢኖሩም, TU እና Arg በስንዴ ችግኞች ውስጥ በተለይም በአንድ ላይ ሲተገበሩ ለNaCl ጭንቀት ተመጣጣኝ የመቋቋም ችሎታ ሊሰጡ ይችላሉ. የ TU እና Arg አተገባበር የስንዴ ችግኞችን አንቲኦክሲዳንት ኢንዛይም መከላከያ ስርዓትን ማግበር፣ የ ROS ይዘትን በመቀነስ እና የሜምብራል ቅባቶችን መረጋጋት በመጠበቅ በችግኝ ውስጥ ፎቶሲንተሲስ እና የናኦ +/ኬ+ ሚዛን እንዲኖር ያስችላል። ይሁን እንጂ, ይህ ጥናት ደግሞ ገደቦች አሉት; ምንም እንኳን የ TU እና Arg ተመሳሳይነት ተፅእኖ የተረጋገጠ እና የፊዚዮሎጂ ዘዴው በተወሰነ ደረጃ ቢገለጽም, ውስብስብ የሆነው ሞለኪውላዊ ዘዴ ግልጽ አይደለም. ስለዚህ ትራንስክሪፕቶሚክ ፣ ሜታቦሎሚክ እና ሌሎች ዘዴዎችን በመጠቀም የ TU እና Arg ተመሳሳይነት ዘዴን የበለጠ ማጥናት አስፈላጊ ነው።
በአሁኑ ጥናት ወቅት ጥቅም ላይ የዋሉት እና/ወይም የተተነተኑ የውሂብ ስብስቦች ከተዛማጁ ደራሲ በተመጣጣኝ ጥያቄ ይገኛሉ።
የፖስታ ሰአት፡- ግንቦት-19-2025