Ir-regolaturi tat-tkabbir tal-pjanti ntużaw bħala strateġija biex jitnaqqas l-istress tas-sħana f'diversi uċuħ tar-raba'

Il-produzzjoni tar-ross qed tonqos minħabba t-tibdil fil-klima u l-varjabbiltà fil-Kolombja.Regolaturi tat-tkabbir tal-pjantiintużaw bħala strateġija biex jitnaqqas l-istress tas-sħana f’diversi uċuħ tar-raba’. Għalhekk, l-għan ta 'dan l-istudju kien li jevalwa l-effetti fiżjoloġiċi (konduttanza stomatali, konduttanza stomatali, kontenut totali ta' klorofilla, proporzjon Fv/Fm ta 'żewġ ġenotipi ta' ross kummerċjali soġġetti għal stress tas-sħana kkombinat (temperaturi għoljin ta 'ġurnata u ta' billejl), temperatura tal-kanupew u kontenut relattiv ta 'ilma) u varjabbli bijokimiċi (kontenut ta' malondialdehyde (MDA) u prolinic acid). L-ewwel u t-tieni esperimenti twettqu bl-użu ta 'pjanti ta' żewġ ġenotipi tar-ross Federrose 67 ("F67") u Federrose 2000 ("F2000"), rispettivament. Iż-żewġ esperimenti ġew analizzati flimkien bħala serje ta 'esperimenti. It-trattamenti stabbiliti kienu kif ġej: kontroll assolut (AC) (pjanti tar-ross imkabbra f'temperaturi ottimali (temperatura ta 'ġurnata/lejl 30/25°C)), kontroll tal-istress tas-sħana (SC) [pjanti tar-ross soġġetti għal stress tas-sħana kombinata biss (40/ 25°C). 30°C)], u l-pjanti tar-ross ġew enfasizzati u sprejjati b'regolaturi tat-tkabbir tal-pjanti (stress+AUX, stress+BR, stress+CK jew stress+GA) darbtejn (5 ijiem qabel u 5 ijiem wara stress tas-sħana). Il-bexx b'SA żied il-kontenut totali ta 'klorofilla taż-żewġ varjetajiet (il-piż frisk tal-pjanti tar-ross "F67" u "F2000" kien 3.25 u 3.65 mg/g, rispettivament) meta mqabbel ma' pjanti SC (il-piż frisk tal-pjanti "F67" kien 2.36 u 2.56 u 2.56 mg "F2000" tal-weraq). applikazzjoni ta 'CK ġeneralment tejbet ukoll il-konduttanza stomatali tal-pjanti tar-ross "F2000" (499.25 vs. 150.60 mmol m-2 s) meta mqabbla mal-kontroll tal-istress tas-sħana. stress tas-sħana, it-temperatura tal-kuruna tal-pjanti tonqos b'2-3 °C, u l-kontenut ta 'MDA fil-pjanti jonqos. L-indiċi ta 'tolleranza relattiva juri li l-applikazzjoni tal-weraq ta' CK (97.69%) u BR (60.73%) tista 'tgħin biex ittaffi l-problema tas-sħana magħquda. stress prinċipalment fil-pjanti tar-ross F2000. Bħala konklużjoni, il-bexx tal-weraq ta 'BR jew CK jista' jitqies bħala strateġija agronomika biex tgħin tnaqqas l-effetti negattivi ta 'kundizzjonijiet ta' stress tas-sħana kkombinati fuq l-imġiba fiżjoloġika tal-pjanti tar-ross.
Ir-ross (Oryza sativa) jappartjeni għall-familja Poaceae u huwa wieħed mill-aktar ċereali kkultivati ​​fid-dinja flimkien mal-qamħirrum u l-qamħ (Bajj u Mohanty, 2005). Iż-żona taħt il-kultivazzjoni tar-ross hija 617,934 ettaru, u l-produzzjoni nazzjonali fl-2020 kienet 2,937,840 tunnellata b'rendiment medju ta '5.02 tunnellati/ettaru (Federarroz (Federación Nacional de Arroceros), 2021).
It-tisħin globali qed jaffettwa l-uċuħ tar-ross, li jwassal għal diversi tipi ta’ stress abijotiku bħal temperaturi għoljin u perjodi ta’ nixfa. It-tibdil fil-klima qed iwassal biex it-temperaturi globali jogħlew; It-temperaturi huma mbassra li jogħlew b'1.0–3.7°C fis-seklu 21, li jistgħu jżidu l-frekwenza u l-intensità tal-istress tas-sħana. Iż-żieda fit-temperaturi ambjentali affettwaw ir-ross, u kkawżaw li r-rendiment tal-għelejjel jonqos b'6-7%. Min-naħa l-oħra, it-tibdil fil-klima jwassal ukoll għal kundizzjonijiet ambjentali mhux favorevoli għall-uċuħ tar-raba’, bħal perjodi ta’ nixfa qawwija jew temperaturi għoljin f’reġjuni tropikali u subtropikali. Barra minn hekk, avvenimenti ta 'varjabilità bħal El Niño jistgħu jwasslu għal stress tas-sħana u jaggravaw il-ħsara lill-uċuħ tar-raba' f'xi reġjuni tropikali. Fil-Kolombja, it-temperaturi fiż-żoni li jipproduċu r-ross huma mbassra li jiżdiedu b'2–2.5°C sal-2050, u b'hekk inaqqsu l-produzzjoni tar-ross u jaffettwaw il-flussi tal-prodotti lejn is-swieq u l-ktajjen tal-provvista.
Il-biċċa l-kbira tal-uċuħ tar-ross jitkabbru f'żoni fejn it-temperaturi huma qrib il-medda ottima għat-tkabbir tal-għelejjel (Shah et al., 2011). Ġie rrappurtat li l-aħjar medja ta 'temperaturi ta' ġurnata u ta 'lejl għaltkabbir u żvilupp tar-rosshuma ġeneralment 28°C u 22°C, rispettivament (Kilasi et al., 2018; Calderón-Páez et al., 2021). Temperaturi 'l fuq minn dawn il-limiti jistgħu jikkawżaw perjodi ta' stress tas-sħana minn moderat għal sever waqt stadji sensittivi ta 'żvilupp tar-ross (tillering, anteżi, fjuri, u mili tal-qamħ), u b'hekk jaffettwaw b'mod negattiv ir-rendiment tal-qamħ. Dan it-tnaqqis fir-rendiment huwa prinċipalment dovut għal perjodi twal ta 'stress tas-sħana, li jaffettwaw il-fiżjoloġija tal-pjanti. Minħabba l-interazzjoni ta 'diversi fatturi, bħat-tul tal-istress u t-temperatura massima milħuqa, l-istress tas-sħana jista' jikkawża firxa ta 'ħsara irriversibbli għall-metaboliżmu u l-iżvilupp tal-pjanti.
L-istress tas-sħana jaffettwa diversi proċessi fiżjoloġiċi u bijokimiċi fil-pjanti. Il-fotosintesi tal-weraq hija waħda mill-proċessi l-aktar suxxettibbli għall-istress tas-sħana fil-pjanti tar-ross, peress li r-rata tal-fotosintesi tonqos b'50% meta t-temperaturi ta 'kuljum jaqbżu l-35 ° C. Ir-reazzjonijiet fiżjoloġiċi tal-pjanti tar-ross ivarjaw skont it-tip ta 'stress tas-sħana. Pereżempju, ir-rati fotosintetiċi u l-konduttanza stomatali huma inibiti meta l-pjanti jkunu esposti għal temperaturi għoljin bi nhar (33-40 ° C) jew temperaturi għoljin bi nhar u bil-lejl (35-40 ° C matul il-ġurnata, 28-30 ° C). C tfisser lejl) (Lü et al., 2013; Fahad et al., 2016; Chaturvedi et al., 2017). Temperaturi għoljin bil-lejl (30 ° C) jikkawżaw inibizzjoni moderata tal-fotosintesi iżda jżidu r-respirazzjoni bil-lejl (Fahad et al., 2016; Alvarado-Sanabria et al., 2017). Irrispettivament mill-perjodu ta 'stress, l-istress tas-sħana jaffettwa wkoll il-kontenut tal-klorofilla tal-weraq, il-proporzjon tal-fluworexxenza varjabbli tal-klorofilla għal fluworexxenza massima tal-klorofilla (Fv/Fm), u l-attivazzjoni ta' Rubisco fil-pjanti tar-ross (Cao et al. 2009; Yin et al. 2010). ) Sanchez Reynoso et al., 2014).
Bidliet bijokimiċi huma aspett ieħor tal-adattament tal-pjanti għall-istress tas-sħana (Wahid et al., 2007). Il-kontenut ta' Proline intuża bħala indikatur bijokimiku tal-istress tal-pjanti (Ahmed and Hassan 2011). Proline għandu rwol importanti fil-metaboliżmu tal-pjanti peress li jaġixxi bħala sors ta 'karbonju jew nitroġenu u bħala stabilizzatur tal-membrana f'kundizzjonijiet ta' temperatura għolja (Sánchez-Reinoso et al., 2014). Temperaturi għoljin jaffettwaw ukoll l-istabbiltà tal-membrana permezz tal-perossidazzjoni tal-lipidi, li jwasslu għall-formazzjoni ta 'malondialdehyde (MDA) (Wahid et al., 2007). Għalhekk, il-kontenut MDA intuża wkoll biex jifhem l-integrità strutturali tal-membrani taċ-ċelluli taħt stress tas-sħana (Cao et al., 2009; Chavez-Arias et al., 2018). Fl-aħħarnett, l-istress tas-sħana kkombinat [37/30 ° C (jum/lejl)] żied il-perċentwali ta 'tnixxija ta' elettroliti u kontenut ta 'malondialdehyde fir-ross (Liu et al., 2013).
L-użu ta 'regolaturi tat-tkabbir tal-pjanti (GRs) ġie vvalutat biex itaffu l-effetti negattivi tal-istress tas-sħana, peress li dawn is-sustanzi huma involuti b'mod attiv f'reazzjonijiet tal-pjanti jew mekkaniżmi fiżjoloġiċi ta' difiża kontra tali stress (Peleg and Blumwald, 2011; Yin et al. et al., 2011; Ahmed et al., 2015). L-applikazzjoni eżoġena tar-riżorsi ġenetiċi kellha effett pożittiv fuq it-tolleranza tal-istress tas-sħana f'diversi għelejjel. Studji wrew li fitoormoni bħal gibberellins (GA), cytokinins (CK), auxins (AUX) jew brassinosteroids (BR) iwasslu għal żieda f'diversi varjabbli fiżjoloġiċi u bijokimiċi (Peleg u Blumwald, 2011; Yin et al. Ren, 2011; Mitler et al., Zhou et al., 201.12). Fil-Kolombja, l-applikazzjoni eżoġena tar-riżorsi ġenetiċi u l-impatt tagħha fuq l-uċuħ tar-ross ma ġewx mifhuma u studjati bis-sħiħ. Madankollu, studju preċedenti wera li l-bexx tal-weraq tal-BR jista 'jtejjeb it-tolleranza tar-ross billi jtejjeb il-karatteristiċi tal-iskambju tal-gass, il-kontenut ta' klorofilla jew prolina tal-weraq tan-nebbieta tar-ross (Quitero-Calderón et al., 2021).
Iċ-ċitokinini jimmedjaw ir-risponsi tal-pjanti għal stress abijotiku, inkluż stress tas-sħana (Ha et al., 2012). Barra minn hekk, ġie rrappurtat li l-applikazzjoni eżoġena ta 'CK tista' tnaqqas il-ħsara termali. Pereżempju, applikazzjoni eżoġena ta 'zeatin żiedet ir-rata fotosintetika, il-kontenut tal-klorofilla a u b, u l-effiċjenza tat-trasport tal-elettroni fil-bentgrass creeping (Agrotis estolonifera) waqt stress tas-sħana (Xu and Huang, 2009; Jespersen and Huang, 2015). L-applikazzjoni eżoġena ta 'zeatin tista' wkoll ittejjeb l-attività antiossidanti, ittejjeb is-sintesi ta 'diversi proteini, tnaqqas il-ħsara ta' speċi ta 'ossiġnu reattiv (ROS) u produzzjoni ta' malondialdehyde (MDA) fit-tessuti tal-pjanti (Chernyadyev, 2009; Yang et al., 2009). , 2016; Kumar et al., 2020).
L-użu ta 'aċidu gibberellic wera wkoll rispons pożittiv għall-istress tas-sħana. Studji wrew li l-bijosintesi GA timmedja diversi mogħdijiet metaboliċi u żżid it-tolleranza taħt kundizzjonijiet ta 'temperatura għolja (Alonso-Ramirez et al. 2009; Khan et al. 2020). Abdel-Nabi et al. (2020) sabu li l-bexx tal-weraq ta 'GA eżoġenu (25 jew 50 mg * L) jista' jżid ir-rata fotosintetika u l-attività antiossidanti f'pjanti oranġjo stressati bis-sħana meta mqabbla ma 'pjanti ta' kontroll. Ġie osservat ukoll li l-applikazzjoni eżoġena ta 'HA żżid il-kontenut ta' umdità relattiva, il-kontenut ta 'klorofilla u karotenojdi u tnaqqas il-perossidazzjoni tal-lipidi fil-palm tad-data (Phoenix dactylifera) taħt stress tas-sħana (Khan et al., 2020). L-auxin għandu wkoll rwol importanti fir-regolazzjoni tar-risponsi tat-tkabbir adattivi għal kundizzjonijiet ta 'temperatura għolja (Sun et al., 2012; Wang et al., 2016). Dan ir-regolatur tat-tkabbir jaġixxi bħala markatur bijokimiku f'diversi proċessi bħas-sintesi tal-proline jew id-degradazzjoni taħt stress abijotiku (Ali et al. 2007). Barra minn hekk, AUX itejjeb ukoll l-attività antiossidanti, li twassal għal tnaqqis fl-MDA fil-pjanti minħabba tnaqqis fil-perossidazzjoni tal-lipidi (Bielach et al., 2017). Sergeev et al. (2018) osservaw li fil-pjanti tal-piżelli (Pisum sativum) taħt stress tas-sħana, il-kontenut ta 'proline - dimethylaminoethoxycarbonylmethyl)naphthylchloromethyl ether (TA-14) jiżdied. Fl-istess esperiment, osservaw ukoll livelli aktar baxxi ta 'MDA f'pjanti ttrattati meta mqabbla ma' pjanti mhux ittrattati bl-AUX.
Brassinosteroids huma klassi oħra ta 'regolaturi tat-tkabbir użati biex itaffu l-effetti tal-istress tas-sħana. Ogweno et al. (2008) irrappurtaw li sprej BR eżoġenu żied ir-rata fotosintetika netta, il-konduttanza stomatali u r-rata massima ta 'Rubisco carboxylation ta' pjanti tat-tadam (Solanum lycopersicum) taħt stress tas-sħana għal 8 ijiem. Il-bexx tal-weraq ta 'epibrassinosteroids jista' jżid ir-rata fotosintetika netta tal-pjanti tal-ħjar (Cucumis sativus) taħt stress tas-sħana (Yu et al., 2004). Barra minn hekk, l-applikazzjoni eżoġena tal-BR idewwem id-degradazzjoni tal-klorofilla u żżid l-effiċjenza fl-użu tal-ilma u r-rendiment massimu tal-quantum tal-fotokimika PSII fil-pjanti taħt stress tas-sħana (Holá et al., 2010; Toussagunpanit et al., 2015).
Minħabba t-tibdil fil-klima u l-varjabbiltà, l-uċuħ tar-ross jiffaċċjaw perjodi ta’ temperaturi għoljin ta’ kuljum (Lesk et al., 2016; Garcés, 2020; Federarroz (Federación Nacional de Arroceros), 2021). Fil-fenotipar tal-pjanti, l-użu ta 'fitonutrijenti jew bijostimulanti ġie studjat bħala strateġija biex tittaffa l-istress tas-sħana f'żoni tat-tkabbir tar-ross (Alvarado-Sanabria et al., 2017; Calderón-Páez et al., 2021; Quintero-Calderón et al., 2021). Barra minn hekk, l-użu ta 'varjabbli bijokimiċi u fiżjoloġiċi (temperatura tal-weraq, konduttanza stomatali, parametri tal-fluworexxenza tal-klorofilla, klorofilla u kontenut ta' ilma relattiv, malondialdehyde u sinteżi ta 'proline) hija għodda affidabbli għall-iskrinjar tal-pjanti tar-ross taħt stress tas-sħana lokalment u internazzjonalment (Sánchez -Reynoso et al., 14, et al. 2017; Madankollu, ir-riċerka dwar l-użu ta 'sprejs fitoormonali tal-weraq fir-ross fil-livell lokali tibqa' rari konduttanza, parametri tal-fluworexxenza tal-klorofilla u kontenut relattiv tal-ilma) u effetti bijokimiċi tal-applikazzjoni tal-weraq ta 'erba' regolaturi tat-tkabbir tal-pjanti (AUX, CK, GA u BR). (Pigmenti fotosintetiċi, malondialdehyde u kontenuti ta' proline) Varjabbli f'żewġ ġenotipi tar-ross kummerċjali soġġetti għal stress tas-sħana kkombinat (temperaturi għoljin ta 'ġurnata/lejl).
F'dan l-istudju, saru żewġ esperimenti indipendenti. Il-ġenotipi Federrose 67 (F67: ġenotip żviluppat f'temperaturi għoljin matul l-aħħar għaxar snin) u Federrose 2000 (F2000: ġenotip żviluppat fl-aħħar deċennju tas-seklu 20 li juri reżistenza għall-virus tal-weraq abjad) intużaw għall-ewwel darba. żrieragħ. u t-tieni esperiment, rispettivament. Iż-żewġ ġenotipi huma kkultivati ​​ħafna minn bdiewa Kolombjani. Iż-żrieragħ inżergħu fi trejs ta '10-L (tul 39.6 cm, wisa' 28.8 cm, għoli 16.8 cm) li kien fihom ħamrija loam ramlija b'2% materja organika. Ħames żrieragħ ġerminati minn qabel ġew imħawla f'kull trej. Il-pallets tqiegħdu fis-serra tal-Fakultà tax-Xjenzi Agrikoli tal-Università Nazzjonali tal-Kolombja, kampus ta 'Bogotá (43°50′56″ N, 74°04′051″ W), f'altitudni ta' 2556 m 'il fuq mil-livell tal-baħar (asl). m.) u saru minn Ottubru sa Diċembru 2019. Esperiment wieħed (Federroz 67) u esperiment ieħor (Federroz 2000) fl-istess staġun tal-2020.
Il-kundizzjonijiet ambjentali fis-serra matul kull staġun tat-tħawwil huma kif ġej: temperatura ta 'ġurnata u bil-lejl 30/25 ° C, umdità relattiva 60 ~ 80%, fotoperjodu naturali 12-il siegħa (radjazzjoni fotosintetikament attiva 1500 µmol (fotoni) m-2 s-). 1 f’nofsinhar). Il-pjanti ġew fertilizzati skond il-kontenut ta 'kull element 20 jum wara l-emerġenza taż-żerriegħa (DAE), skond Sánchez-Reinoso et al. (2019): 670 mg nitroġenu għal kull pjanta, 110 mg fosfru għal kull pjanta, 350 mg potassju għal kull pjanta, 68 mg kalċju għal kull pjanta, 20 mg manjesju għal kull pjanta, 20 mg kubrit għal kull pjanta, 17 mg silikon għal kull pjanta. Il-pjanti fihom 10 mg boron għal kull pjanta, 17 mg ram għal kull pjanta, u 44 mg żingu għal kull pjanta. Il-pjanti tar-ross inżammu sa 47 DAE f'kull esperiment meta laħqu l-istadju fenoloġiku V5 matul dan il-perjodu. Studji preċedenti wrew li dan l-istadju fenoloġiku huwa żmien xieraq biex isiru studji dwar l-istress tas-sħana fir-ross (Sánchez-Reinoso et al., 2014; Alvarado-Sanabria et al., 2017).
F'kull esperiment, saru żewġ applikazzjonijiet separati tar-regolatur tat-tkabbir tal-weraq. L-ewwel sett ta 'sprejs tal-fitoormoni tal-weraq ġie applikat 5 ijiem qabel it-trattament tal-istress tas-sħana (42 DAE) biex jipprepara l-pjanti għall-istress ambjentali. It-tieni sprej tal-weraq imbagħad ingħata ġranet 5 wara li l-pjanti ġew esposti għal kundizzjonijiet ta 'stress (52 DAE). Intużaw erba' phytohormones u l-proprjetajiet ta 'kull ingredjent attiv sprejjat f'dan l-istudju huma elenkati fit-Tabella Supplimentari 1. Il-konċentrazzjonijiet ta' regolaturi tat-tkabbir tal-weraq użati kienu kif ġej: (i) Auxin (1-naphthylacetic acid: NAA) f'konċentrazzjoni ta '5 × 10-5 M (ii) 5 × 10-5 M NA gibberellic: gibberellin acid); GA3); (iii) Cytokinin (trans-zeatin) 1 × 10-5 M (iv) Brassinosteroids [Spirostan-6-one, 3,5-dihydroxy-, (3b,5a,25R)] 5 × 10-5; M. Dawn il-konċentrazzjonijiet ġew magħżula minħabba li jinduċu risponsi pożittivi u jżidu r-reżistenza tal-pjanti għall-istress tas-sħana (Zahir et al., 2001; Wen et al., 2010; El-Bassiony et al., 2012; Salehifar et al., 2017). Pjanti tar-ross mingħajr ebda sprejs tar-regolatur tat-tkabbir tal-pjanti ġew ittrattati b'ilma distillat biss. Il-pjanti tar-ross kollha ġew sprejjati bi sprejer tal-idejn. Applika 20 ml H2O mal-pjanta biex xarrab l-uċuħ ta 'fuq u t'isfel tal-weraq. L-isprejs tal-weraq kollha użaw adjuvant agrikolu (Agrotin, Bayer CropScience, Kolombja) f'0.1% (v/v). Id-distanza bejn il-borma u l-isprejer hija ta '30 ċm.
It-trattamenti tal-istress tas-sħana ġew amministrati 5 ijiem wara l-ewwel sprej tal-weraq (47 DAE) f'kull esperiment. Il-pjanti tar-ross ġew trasferiti mis-serra għal kamra tat-tkabbir ta '294 L (MLR-351H, Sanyo, IL, USA) biex jistabbilixxu stress tas-sħana jew iżommu l-istess kundizzjonijiet ambjentali (47 DAE). It-trattament ta 'stress tas-sħana kkombinat sar billi ssettja l-kamra għat-temperaturi ta' jum/lejl li ġejjin: temperatura għolja bi nhar [40 ° C għal 5 sigħat (minn 11:00 sa 16:00)] u perjodu bil-lejl [30 ° C għal 5 sigħat] . 8 ijiem wara xulxin (minn 19:00 sa 24:00). It-temperatura tal-istress u l-ħin tal-espożizzjoni ġew magħżula abbażi ta 'studji preċedenti (Sánchez-Reynoso et al. 2014; Alvarado-Sanabría et al. 2017). Min-naħa l-oħra, grupp ta 'pjanti trasferiti għall-kamra tat-tkabbir inżammu fis-serra fl-istess temperatura (30 ° C matul il-ġurnata / 25 ° C bil-lejl) għal 8 ijiem konsekuttivi.
Fi tmiem l-esperiment, inkisbu l-gruppi ta’ trattament li ġejjin: (i) kundizzjoni tat-temperatura tat-tkabbir + applikazzjoni ta’ ilma distillat [Kontroll assolut (AC)], (ii) kundizzjoni tal-istress tas-sħana + applikazzjoni ta’ ilma distillat [Kontroll tal-istress tas-sħana (SC)], (iii) kundizzjonijiet tal-kondizzjoni tal-istress tas-sħana + applikazzjoni tal-auxin (AUX), (iv) kundizzjoni tal-istress tas-sħana + applikazzjoni tal-gibberellin (GA), (v) kundizzjoni tal-istress tas-sħana + (CK) brassinosterojdi (BR) Appendiċi. Dawn il-gruppi ta' trattament intużaw għal żewġ ġenotipi (F67 u F2000). It-trattamenti kollha twettqu f'disinn kompletament randomised b'ħames repliki, kull waħda tikkonsisti minn pjanta waħda. Kull pjanta ntużat biex taqra l-varjabbli determinati fl-aħħar tal-esperiment. L-esperiment dam 55 DAE.
Il-konduttanza stomatika (gs) ġiet imkejla bl-użu ta 'porosometru portabbli (SC-1, METER Group Inc., USA) li jvarja minn 0 sa 1000 mmol m-2 s-1, b'apertura tal-kamra tal-kampjun ta' 6.35 mm. Il-kejl jittieħed billi titwaħħal sonda stomameter ma' werqa matura bir-rimja ewlenija tal-pjanta estiża għal kollox. Għal kull trattament, il-qari tal-gs ittieħed fuq tliet weraq ta 'kull pjanta bejn il-11:00 u s-16:00 u ttieħed medja.
RWC ġie determinat skond il-metodu deskritt minn Ghoulam et al. (2002). Il-folja estiża għal kollox użata biex tiddetermina g intużat ukoll biex titkejjel RWC. Il-piż frisk (FW) ġie determinat immedjatament wara l-ħsad bl-użu ta 'skala diġitali. Il-weraq imbagħad tpoġġew f'kontenitur tal-plastik mimli bl-ilma u tħallew fid-dlam f'temperatura tal-kamra (22 ° C) għal 48 siegħa. Imbagħad iżen fuq skala diġitali u rreġistra l-piż estiż (TW). Il-weraq minfuħin ġew imnixxfa fil-forn f'75 ° C għal 48 siegħa u l-piż xott tagħhom (DW) ġie rreġistrat.
Il-kontenut relattiv tal-klorofilla ġie ddeterminat bl-użu ta 'arloġġ tal-klorofilla (atLeafmeter, FT Green LLC, USA) u espress f'unitajiet atLeaf (Dey et al., 2016). Qari tal-effiċjenza quantum massima PSII (proporzjon Fv/Fm) ġew irreġistrati bl-użu ta 'fluworimetru tal-klorofilla ta' eċċitazzjoni kontinwa (Handy PEA, Hansatech Instruments, UK). Il-weraq kienu adattati għad-dlam bl-użu ta 'klampi tal-weraq għal 20 min qabel il-kejl Fv / Fm (Restrepo-Diaz u Garces-Varon, 2013). Wara li l-weraq kienu akklimatizzati skur, ġew imkejla l-linja bażi (F0) u l-fluworexxenza massima (Fm). Minn din id-dejta, ġew ikkalkolati fluworexxenza varjabbli (Fv = Fm - F0), il-proporzjon ta 'fluworexxenza varjabbli għal fluworexxenza massima (Fv/Fm), ir-rendiment massimu kwantiku tal-fotokimika PSII (Fv/F0) u l-proporzjon Fm/F0 (Baker, 2008; Lee et al. ., 2017). Qari relattiv tal-klorofilla u tal-fluworexxenza tal-klorofilla ttieħdu fuq l-istess weraq użati għall-kejl tal-gs.
Madwar 800 mg ta 'piż frisk tal-weraq inġabar bħala varjabbli bijokimiċi. Kampjuni tal-weraq imbagħad ġew omoġenizzati fin-nitroġenu likwidu u maħżuna għal aktar analiżi. Il-metodu spettrometriku użat biex jiġi stmat il-kontenut tal-klorofilla a, b u karotenojdi tat-tessut huwa bbażat fuq il-metodu u l-ekwazzjonijiet deskritti minn Wellburn (1994). Kampjuni ta 'tessut tal-weraq (30 mg) inġabru u omoġenizzati fi 3 ml ta' 80% aċetun. Il-kampjuni mbagħad ġew ċentrifugati (mudell 420101, Becton Dickinson Primary Care Diagnostics, USA) f'5000 rpm għal 10 min biex jitneħħew il-partiċelli. Is-supernatant ġie dilwit għal volum finali ta '6 ml billi żżid 80% aċetun (Sims u Gamon, 2002). Il-kontenut tal-klorofilla ġie determinat f'663 (chlorophyll a) u 646 (chlorophyll b) nm, u karotenojdi f'470 nm bl-użu ta 'spettrofotometru (Spectronic BioMate 3 UV-vis, Thermo, USA).
Il-metodu thiobarbituric acid (TBA) deskritt minn Hodges et al. (1999) intuża biex jevalwa l-perossidazzjoni tal-lipidi tal-membrana (MDA). Madwar 0.3 g ta 'tessut tal-weraq ġie wkoll omoġenizzat fin-nitroġenu likwidu. Il-kampjuni ġew ċentrifugati f'5000 rpm u l-assorbiment tkejjel fuq spettrofotometru f'440, 532 u 600 nm. Fl-aħħarnett, il-konċentrazzjoni MDA ġiet ikkalkulata bl-użu tal-koeffiċjent ta 'estinzjoni (157 M mL-1).
Il-kontenut ta 'proline tat-trattamenti kollha ġie ddeterminat bl-użu tal-metodu deskritt minn Bates et al. (1973). Żid 10 ml ta' soluzzjoni milwiema ta' 3% ta' aċidu sulfosaliċiliku mal-kampjun maħżun u ffiltra minn karta tal-filtru Whatman (Nru 2). Imbagħad 2 ml ta 'dan il-filtrat ġew irreaġitti ma' 2 ml ta 'aċidu ninhydric u 2 ml ta' aċidu aċetiku glaċjali. It-taħlita tpoġġiet f'banju ta' l-ilma f'90 ° C għal siegħa. Waqqaf ir-reazzjoni billi inkuba fuq is-silġ. Ħawwad it-tubu bil-qawwa billi tuża vortex shaker u ħoll is-soluzzjoni li tirriżulta f'4 ml ta' toluene. Il-qari tal-assorbenza ġie determinat f'520 nm bl-użu tal-istess spettrofotometru użat għall-kwantifikazzjoni ta 'pigmenti fotosintetiċi (Spectronic BioMate 3 UV-Vis, Thermo, Madison, WI, USA).
Il-metodu deskritt minn Gerhards et al. (2016) biex tikkalkula t-temperatura tal-kanupew u CSI. Ir-ritratti termali ttieħdu b'kamera FLIR 2 (FLIR Systems Inc., Boston, MA, USA) bi preċiżjoni ta '± 2 ° C fl-aħħar tal-perjodu ta' stress. Poġġi wiċċ abjad wara l-pjanta għall-fotografija. Għal darb'oħra, żewġ fabbriki tqiesu bħala mudelli ta' referenza. Il-pjanti tqiegħdu fuq wiċċ abjad; wieħed kien miksi b'adjuvant agrikolu (Agrotin, Bayer CropScience, Bogotá, Kolumbja) biex jissimula l-ftuħ tal-istomi kollha [mod imxarrab (Twet)], u l-ieħor kien werqa mingħajr ebda applikazzjoni [Modalità Nixxef (Tdry)] (Castro -Duque et al., 2020). Id-distanza bejn il-kamera u l-borma waqt l-iffilmjar kienet ta '1 m.
L-indiċi ta 'tolleranza relattiva ġie kkalkulat indirettament bl-użu ta' konduttanza stomatika (gs) ta 'pjanti ttrattati meta mqabbla ma' pjanti ta 'kontroll (pjanti mingħajr trattamenti ta' stress u b'regolaturi tat-tkabbir applikati) biex tiġi ddeterminata t-tolleranza tal-ġenotipi ttrattati evalwati f'dan l-istudju. RTI inkiseb bl-użu ta' ekwazzjoni adattata minn Chávez-Arias et al. (2020).
F'kull esperiment, il-varjabbli fiżjoloġiċi kollha msemmija hawn fuq ġew determinati u rreġistrati f'55 DAE bl-użu ta 'weraq estiżi għal kollox miġbura mill-kanupew ta' fuq. Barra minn hekk, saru kejl f’kamra tat-tkabbir biex jiġi evitat li jinbidlu l-kundizzjonijiet ambjentali li fihom jikbru l-pjanti.
Id-dejta mill-ewwel u t-tieni esperimenti ġew analizzati flimkien bħala serje ta 'esperimenti. Kull grupp sperimentali kien jikkonsisti minn 5 pjanti, u kull pjanta kienet tikkostitwixxi unità sperimentali. Twettqet analiżi tal-varjanza (ANOVA) (P ≤ 0.05). Meta nstabu differenzi sinifikanti, it-test komparattiv post hoc ta 'Tukey intuża f'P ≤ 0.05. Uża l-funzjoni arcsine biex tikkonverti valuri perċentwali. Id-dejta ġiet analizzata bl-użu ta 'softwer Statistix v 9.0 (Softwer Analitiku, Tallahassee, FL, USA) u plottjat bl-użu ta' SigmaPlot (verżjoni 10.0; Systat Software, San Jose, CA, USA). L-analiżi tal-komponenti prinċipali twettqet bl-użu ta 'softwer InfoStat 2016 (Softwer ta' Analiżi, Università Nazzjonali ta 'Cordoba, l-Arġentina) biex jiġu identifikati l-aħjar regolaturi tat-tkabbir tal-pjanti taħt studju.
Tabella 1 tiġbor fil-qosor l-ANOVA li turi l-esperimenti, it-trattamenti differenti, u l-interazzjonijiet tagħhom ma 'pigmenti fotosintetiċi tal-weraq (klorofilla a, b, totali, u karotenojdi), malondialdehyde (MDA) u kontenut ta' proline, u konduttanza stomatali. Effett ta 'gs, kontenut relattiv ta' ilma. (RWC), kontenut ta 'klorofilla, parametri ta' fluworexxenza tal-klorofilla alfa, temperatura tal-kuruna (PCT) (°C), indiċi tal-istress tal-għelejjel (CSI) u indiċi ta 'tolleranza relattiva ta' pjanti tar-ross f'55 DAE.
Tabella 1. Sommarju tad-dejta tal-ANOVA dwar varjabbli fiżjoloġiċi u bijokimiċi tar-ross bejn esperimenti (ġenotipi) u trattamenti tal-istress tas-sħana.
Id-differenzi (P≤0.01) fl-interazzjonijiet tal-pigment fotosintetiċi tal-weraq, il-kontenut relattiv tal-klorofilla (qari Atleaf), u l-parametri tal-fluworexxenza tal-alfa-klorofilla bejn l-esperimenti u t-trattamenti huma murija fit-Tabella 2. Temperaturi għoljin bi nhar u bil-lejl żiedu l-kontenut totali ta 'klorofilla u karotenojdi. Nebbieta tar-ross mingħajr ebda sprej tal-weraq ta 'phytohormones (2.36 mg g-1 għal "F67" u 2.56 mg g-1 għal "F2000") meta mqabbla ma' pjanti mkabbra taħt kundizzjonijiet ta 'temperatura ottimali (2.67 mg g -1)) urew kontenut ta' klorofilla totali aktar baxx. Fiż-żewġ esperimenti, "F67" kien 2.80 mg g-1 u "F2000" kien 2.80 mg g-1. Barra minn hekk, nebbieta tar-ross ittrattati b'kombinazzjoni ta 'sprejs AUX u GA taħt stress tas-sħana wrew ukoll tnaqqis fil-kontenut ta' klorofilla fiż-żewġ ġenotipi (AUX = 1.96 mg g-1 u GA = 1.45 mg g-1 għal "F67"; AUX = 1.96 mg g-1 u GA = 1.96 mg g-14 għal "F67"; 2.24 mg) g-1 u GA = 1.43 mg g-1 (għal “F2000″ ) taħt kundizzjonijiet ta’ stress tas-sħana. Taħt kundizzjonijiet ta 'stress tas-sħana, it-trattament tal-weraq b'BR irriżulta f'żieda żgħira f'din il-varjabbli fiż-żewġ ġenotipi. Fl-aħħarnett, l-isprej tal-weraq CK wera l-ogħla valuri tal-pigment fotosintetiċi fost it-trattamenti kollha (trattamenti AUX, GA, BR, SC u AC) fil-ġenotipi F67 (3.24 mg g-1) u F2000 (3.65 mg g-1). Il-kontenut relattiv tal-klorofilla (unità Atleaf) tnaqqas ukoll minn stress tas-sħana kkombinat. L-ogħla valuri ġew irreġistrati wkoll fi pjanti sprejjati b'CC fiż-żewġ ġenotipi (41.66 għal "F67" u 49.30 għal "F2000"). Il-proporzjonijiet Fv u Fv/Fm wrew differenzi sinifikanti bejn it-trattamenti u l-kultivari (Tabella 2). B'mod ġenerali, fost dawn il-varjabbli, il-kultivar F67 kien inqas suxxettibbli għall-istress tas-sħana mill-kultivar F2000. Il-proporzjonijiet Fv u Fv/Fm sofrew aktar fit-tieni esperiment. Nebbieta 'F2000' enfasizzati li ma ġewx sprejjati bl-ebda fitoormoni kellhom l-inqas valuri Fv (2120.15) u proporzjonijiet Fv/Fm (0.59), iżda l-bexx tal-weraq b'CK għen biex jirrestawraw dawn il-valuri (Fv: 2591, 89, proporzjon Fv/Fm3: ). , li jirċievu qari simili għal dawk irreġistrati fuq pjanti "F2000" imkabbra taħt kundizzjonijiet ta 'temperatura ottimali (Fv: 2955.35, proporzjon Fv/Fm: 0.73: 0.72). Ma kien hemm l-ebda differenzi sinifikanti fil-fluworexxenza inizjali (F0), il-fluworexxenza massima (Fm), ir-rendiment quantum fotokimiku massimu ta 'PSII (Fv/F0) u l-proporzjon Fm/F0. Fl-aħħarnett, BR wera xejra simili kif osservata b'CK (Fv 2545.06, proporzjon Fv/Fm 0.73).
Tabella 2. Effett ta 'stress tas-sħana magħquda (40°/30°C jum/lejl) fuq pigmenti fotosintetiċi tal-weraq [klorofilla totali (Chl Total), klorofilla a (Chl a), klorofilla b (Chl b) u karotenojdi Cx+c] effett], kontenut relattiv ta' klorofilla (unità tal-fluworjenza tal-fluworjenza (unità Atliff) (F0), fluworexxenza massima (Fm), fluworexxenza varjabbli (Fv), effiċjenza massima PSII (Fv/Fm), rendiment quantum massimu fotokimiku ta 'PSII (Fv/F0 ) u Fm/F0 f'impjanti ta' żewġ ġenotipi tar-ross [Federrose 67 (F67) u Federrose 2000 (F2050 ijiem) emerge (F2050)]
Kontenut ta 'ilma relattiv (RWC) ta' pjanti tar-ross ittrattati b'mod differenti wera differenzi (P ≤ 0.05) fl-interazzjoni bejn trattamenti sperimentali u tal-weraq (Fig. 1A). Meta ttrattati b'SA, l-inqas valuri ġew irreġistrati għaż-żewġ ġenotipi (74.01% għal F67 u 76.6% għal F2000). Taħt kundizzjonijiet ta 'stress tas-sħana, l-RWC tal-pjanti tar-ross taż-żewġ ġenotipi ttrattati b'fitoormoni differenti żdiedu b'mod sinifikanti. B'mod ġenerali, l-applikazzjonijiet tal-weraq ta 'CK, GA, AUX, jew BR żiedu RWC għal valuri simili għal dawk ta' pjanti mkabbra taħt kundizzjonijiet ottimali matul l-esperiment. Kontroll assolut u pjanti sprejjati bil-weraq irreġistraw valuri ta 'madwar 83% għaż-żewġ ġenotipi. Min-naħa l-oħra, gs wera wkoll differenzi sinifikanti (P ​​≤ 0.01) fl-interazzjoni esperiment-trattament (Fig. 1B). L-impjant tal-kontroll assolut (AC) irreġistra wkoll l-ogħla valuri għal kull ġenotip (440.65 mmol m-2s-1 għal F67 u 511.02 mmol m-2s-1 għal F2000). Pjanti tar-ross soġġetti għal stress tas-sħana magħquda waħedhom urew l-inqas valuri gs għaż-żewġ ġenotipi (150.60 mmol m-2s-1 għal F67 u 171.32 mmol m-2s-1 għal F2000). It-trattament tal-weraq mar-regolaturi kollha tat-tkabbir tal-pjanti żdied ukoll g. Fuq pjanti tar-ross F2000 sprejjati b'CC, l-effett tal-bexx tal-weraq bil-fitoormoni kien aktar ovvju. Dan il-grupp ta 'pjanti ma wera l-ebda differenzi meta mqabbla ma' pjanti ta 'kontroll assolut (AC 511.02 u CC 499.25 mmol m-2s-1).
Figura 1. Effett ta 'stress tas-sħana magħquda (40 ° / 30 ° C jum / lejl) fuq kontenut relattiv ta' ilma (RWC) (A), konduttanza stomatali (gs) (B), produzzjoni ta 'malondialdehyde (MDA) (C), u kontenut ta' proline . (D) f'pjanti ta 'żewġ ġenotipi tar-ross (F67 u F2000) f'55 jum wara l-emerġenza (DAE). Trattamenti evalwati għal kull ġenotip inkludew: kontroll assolut (AC), kontroll tal-istress tas-sħana (SC), stress tas-sħana + auxin (AUX), stress tas-sħana + gibberellin (GA), stress tas-sħana + mitoġen taċ-ċelluli (CK), u stress tas-sħana + brassinosteroid. (BR). Kull kolonna tirrappreżenta l-medja ± żball standard ta' ħames punti tad-dejta (n = 5). Kolonni segwiti b'ittri differenti jindikaw differenzi statistikament sinifikanti skont it-test ta' Tukey (P ≤ 0.05). Ittri b'sinjal ugwali jindikaw li l-medja mhijiex statistikament sinifikanti (≤ 0.05).
Il-kontenuti ta 'MDA (P ≤ 0.01) u proline (P ≤ 0.01) wrew ukoll differenzi sinifikanti fl-interazzjoni bejn esperimenti u trattamenti fitoormoni (Fig. 1C, D). Żieda fil-perossidazzjoni tal-lipidi kienet osservata bi trattament SC fiż-żewġ ġenotipi (Figura 1C), madankollu pjanti ttrattati bi sprej tar-regolatur tat-tkabbir tal-weraq urew tnaqqis fil-perossidazzjoni tal-lipidi fiż-żewġ ġenotipi; B'mod ġenerali, l-użu tal-fitoormoni (CA, AUC, BR jew GA) iwassal għal tnaqqis fil-perossidazzjoni tal-lipidi (kontenut MDA). Ma nstabu l-ebda differenzi bejn pjanti AC ta 'żewġ ġenotipi u pjanti taħt stress tas-sħana u sprejjati bi fitoormoni (il-valuri FW osservati f'impjanti "F67" varjaw minn 4.38-6.77 µmol g-1, u f'pjanti FW "F2000" "valuri osservati varjaw minn 2.84 µs g-18 fl-idejn, promol g-1 l-oħra). sinteżi f'impjanti "F67" kienet aktar baxxa milli f'impjanti "F2000" taħt stress kombinat, li wasslet għal żieda fil-produzzjoni ta 'proline f'impjanti tar-ross stressati bis-sħana, fiż-żewġ esperimenti, ġie osservat li l-amministrazzjoni ta' dawn l-ormoni żiedet b'mod sinifikanti l-kontenut ta 'aċidu amminiku ta' pjanti F2000 (AUX u BR) u µ18.4 rispettivament. (Fig. 1G).
L-effetti tal-isprej tar-regolatur tat-tkabbir tal-pjanti tal-weraq u l-istress tas-sħana kkombinat fuq it-temperatura tal-kanupew tal-pjanti u l-indiċi ta 'tolleranza relattiva (RTI) huma murija fil-Figuri 2A u B. Għaż-żewġ ġenotipi, it-temperatura tal-kanupew tal-pjanti AC kienet qrib is-27 ° C, u dik tal-pjanti SC kienet madwar 28 ° C. MA. Ġie osservat ukoll li t-trattamenti tal-weraq b'CK u BR irriżultaw fi tnaqqis ta '2-3 ° C fit-temperatura tal-kanupew meta mqabbla mal-pjanti SC (Figura 2A). RTI wera imġieba simili għal varjabbli fiżjoloġiċi oħra, li juru differenzi sinifikanti (P ​​≤ 0.01) fl-interazzjoni bejn l-esperiment u t-trattament (Figura 2B). Pjanti SC wrew tolleranza tal-pjanti aktar baxxa fiż-żewġ ġenotipi (34.18% u 33.52% għal pjanti tar-ross "F67" u "F2000", rispettivament). It-tmigħ tal-weraq tal-fitoormoni jtejjeb l-RTI f'pjanti esposti għal stress ta 'temperatura għolja. Dan l-effett kien aktar evidenti f'impjanti "F2000" sprejjati b'CC, li fihom l-RTI kien 97.69. Min-naħa l-oħra, ġew osservati differenzi sinifikanti biss fl-indiċi tal-istress tar-rendiment (CSI) tal-pjanti tar-ross taħt kundizzjonijiet tal-istress tal-isprej tal-fattur tal-weraq (P ≤ 0.01) (Fig. 2B). Pjanti tar-ross biss soġġetti għal stress kumpless tas-sħana wrew l-ogħla valur tal-indiċi tal-istress (0.816). Meta l-pjanti tar-ross ġew sprejjati b'diversi fitoormoni, l-indiċi tal-istress kien aktar baxx (valuri minn 0.6 sa 0.67). Fl-aħħarnett, il-pjanta tar-ross imkabbra taħt kundizzjonijiet ottimali kellha valur ta '0.138.
Figura 2. Effetti ta 'stress tas-sħana kkombinat (40 ° / 30 ° C jum / lejl) fuq it-temperatura tal-kanupew (A), indiċi ta' tolleranza relattiva (RTI) (B), u indiċi tal-istress tal-għelejjel (CSI) (C) ta 'żewġ speċi ta' pjanti. Ġenotipi tar-ross kummerċjali (F67 u F2000) ġew soġġetti għal trattamenti tas-sħana differenti. Trattamenti evalwati għal kull ġenotip inkludew: kontroll assolut (AC), kontroll tal-istress tas-sħana (SC), stress tas-sħana + auxin (AUX), stress tas-sħana + gibberellin (GA), stress tas-sħana + mitoġen taċ-ċelluli (CK), u stress tas-sħana + brassinosteroid. (BR). L-istress tas-sħana kkombinat jinvolvi l-esponiment tal-pjanti tar-ross għal temperaturi għoljin ta 'ġurnata/lejl (40°/30°C jum/lejl). Kull kolonna tirrappreżenta l-medja ± żball standard ta' ħames punti tad-dejta (n = 5). Kolonni segwiti b'ittri differenti jindikaw differenzi statistikament sinifikanti skont it-test ta' Tukey (P ≤ 0.05). Ittri b'sinjal ugwali jindikaw li l-medja mhijiex statistikament sinifikanti (≤ 0.05).
L-analiżi tal-komponenti prinċipali (PCA) wriet li l-varjabbli evalwati f'55 DAE spjegaw 66.1% tar-risponsi fiżjoloġiċi u bijokimiċi ta 'pjanti tar-ross ikkurati bis-sħana trattati bi sprej tar-regolatur tat-tkabbir (Fig. 3). Il-vettori jirrappreżentaw varjabbli u t-tikek jirrappreżentaw regolaturi tat-tkabbir tal-pjanti (GRs). Il-vettori ta 'gs, kontenut ta' chlorophyll, effiċjenza quantum massima ta 'PSII (Fv/Fm) u parametri bijokimiċi (TChl, MDA u proline) huma f'angoli mill-qrib mal-oriġini, li jindikaw korrelazzjoni għolja bejn l-imġieba fiżjoloġika tal-pjanti u minnhom. varjabbli. Grupp wieħed (V) kien jinkludi nebbieta tar-ross imkabbra f'temperatura ottimali (AT) u pjanti F2000 ittrattati b'CK u BA. Fl-istess ħin, il-maġġoranza tal-pjanti ttrattati bil-GR iffurmaw grupp separat (IV), u t-trattament b'GA f'F2000 ifforma grupp separat (II). B'kuntrast, nebbieta tar-ross stressati bis-sħana (gruppi I u III) mingħajr ebda sprej tal-weraq ta 'phytohormones (iż-żewġ ġenotipi kienu SC) kienu jinsabu f'żona opposta għall-grupp V, li juru l-effett tal-istress tas-sħana fuq il-fiżjoloġija tal-pjanti. .
Figura 3. Analiżi bigrafika tal-effetti tal-istress tas-sħana kkombinat (40 ° / 30 ° C jum / lejl) fuq pjanti ta 'żewġ ġenotipi ta' ross (F67 u F2000) f'55 jum wara l-emerġenza (DAE). Abbrevjazzjonijiet: AC F67, kontroll assolut F67; SC F67, kontroll tal-istress tas-sħana F67; AUX F67, stress tas-sħana + auxin F67; GA F67, stress tas-sħana + gibberellin F67; CK F67, stress tas-sħana + diviżjoni taċ-ċelluli BR F67, stress tas-sħana + brassinosteroid. F67; AC F2000, kontroll assolut F2000; SC F2000, Kontroll tal-istress tas-sħana F2000; AUX F2000, stress tas-sħana + auxin F2000; GA F2000, stress tas-sħana + gibberellin F2000; CK F2000, stress tas-sħana + ċitokinin, BR F2000, stress tas-sħana + sterojdi tar-ram; F2000.
Varjabbli bħall-kontenut ta 'klorofilla, konduttanza stomatali, proporzjon Fv / Fm, CSI, MDA, RTI u kontenut ta' proline jistgħu jgħinu biex jifhmu l-adattament tal-ġenotipi tar-ross u jevalwaw l-impatt ta 'strateġiji agronomiċi taħt stress tas-sħana (Sarsu et al., 2018; Quintero-Calderon et al., 2021). L-iskop ta 'dan l-esperiment kien li jevalwa l-effett tal-applikazzjoni ta' erba 'regolaturi tat-tkabbir fuq il-parametri fiżjoloġiċi u bijokimiċi ta' nebbieta tar-ross taħt kundizzjonijiet kumplessi ta 'stress tas-sħana. L-ittestjar tan-nebbieta huwa metodu sempliċi u rapidu għall-valutazzjoni simultanja tal-pjanti tar-ross skont id-daqs jew il-kundizzjoni tal-infrastruttura disponibbli (Sarsu et al. 2018). Ir-riżultati ta 'dan l-istudju wrew li l-istress tas-sħana magħquda jinduċi risponsi fiżjoloġiċi u bijokimiċi differenti fiż-żewġ ġenotipi tar-ross, li jindika proċess ta' adattament. Dawn ir-riżultati jindikaw ukoll li l-isprejs tar-regolatur tat-tkabbir tal-weraq (prinċipalment ċitokinini u brassinosterojdi) jgħinu lir-ross jadatta għal stress kumpless tas-sħana peress li favor jaffettwa prinċipalment gs, RWC, proporzjon Fv/Fm, pigmenti fotosintetiċi u kontenut ta 'proline.
L-applikazzjoni tar-regolaturi tat-tkabbir tgħin biex ittejjeb l-istat tal-ilma tal-pjanti tar-ross taħt stress tas-sħana, li jista 'jkun assoċjat ma' stress ogħla u temperaturi aktar baxxi tal-kanupew tal-pjanti. Dan l-istudju wera li fost pjanti "F2000" (ġenotip suxxettibbli), pjanti tar-ross ittrattati primarjament b'CK jew BR kellhom valuri gs ogħla u valuri PCT aktar baxxi minn pjanti ttrattati b'SC. Studji preċedenti wrew ukoll li gs u PCT huma indikaturi fiżjoloġiċi preċiżi li jistgħu jiddeterminaw ir-rispons adattiv tal-pjanti tar-ross u l-effetti ta 'strateġiji agronomiċi fuq l-istress tas-sħana (Restrepo-Diaz and Garces-Varon, 2013; Sarsu et al., 2018; Quintero). -Carr DeLong et al., 2021). Leaf CK jew BR isaħħu g taħt stress minħabba li dawn l-ormoni tal-pjanti jistgħu jippromwovu l-ftuħ stomatali permezz ta 'interazzjonijiet sintetiċi ma' molekuli oħra ta 'sinjalazzjoni bħal ABA (promotur ta' għeluq stomatali taħt stress abijotiku) (Macková et al., 2013; Zhou et al., 2013). 2013). ). , 2014). Il-ftuħ stomatiku jippromwovi t-tkessiħ tal-weraq u jgħin biex jitnaqqsu t-temperaturi tal-kanupew (Sonjaroon et al., 2018; Quintero-Calderón et al., 2021). Għal dawn ir-raġunijiet, it-temperatura tal-kanupew tal-pjanti tar-ross sprejjati b'CK jew BR tista 'tkun aktar baxxa taħt stress tas-sħana magħquda.
L-istress tat-temperatura għolja jista 'jnaqqas il-kontenut tal-pigment fotosintetiku tal-weraq (Chen et al., 2017; Ahammed et al., 2018). F'dan l-istudju, meta l-pjanti tar-ross kienu taħt stress tas-sħana u ma ġewx sprejjati b'xi regolaturi tat-tkabbir tal-pjanti, pigmenti fotosintetiċi kellhom it-tendenza li jonqsu fiż-żewġ ġenotipi (Tabella 2). Feng et al. (2013) irrappurtaw ukoll tnaqqis sinifikanti fil-kontenut ta 'klorofilla fil-weraq ta' żewġ ġenotipi tal-qamħ esposti għall-istress tas-sħana. L-espożizzjoni għal temperaturi għoljin ħafna drabi tirriżulta f'kontenut imnaqqas ta 'klorofilla, li jista' jkun dovut għal tnaqqis fil-bijosintesi tal-klorofilla, degradazzjoni ta 'pigmenti, jew l-effetti kombinati tagħhom taħt stress tas-sħana (Fahad et al., 2017). Madankollu, pjanti tar-ross ittrattati prinċipalment b'CK u BA żiedu l-konċentrazzjoni ta 'pigmenti fotosintetiċi tal-weraq taħt stress tas-sħana. Riżultati simili ġew irrappurtati wkoll minn Jespersen and Huang (2015) u Suchsagunpanit et al. (2015), li osservaw żieda fil-kontenut tal-klorofilla tal-weraq wara l-applikazzjoni ta 'zeatin u ormoni epibrassinosteroid f'bentgrass u ross stressati bis-sħana, rispettivament. Spjegazzjoni raġonevoli għala CK u BR jippromwovu żieda fil-kontenut tal-klorofilla tal-weraq taħt stress tas-sħana magħquda hija li CK jista 'jtejjeb il-bidu ta' induzzjoni sostnuta ta 'promoturi ta' espressjoni (bħall-promotur li jattiva s-senescence (SAG12) jew il-promotur HSP18) u jnaqqas it-telf tal-klorofilla fil-weraq. , ittardja s-senescence tal-weraq u żżid ir-reżistenza tal-pjanti għas-sħana (Liu et al., 2020). BR jista 'jipproteġi l-klorofilla tal-weraq u jżid il-kontenut tal-klorofilla tal-weraq billi jattiva jew jinduċi s-sintesi ta' enzimi involuti fil-bijosintesi tal-klorofilla taħt kundizzjonijiet ta 'stress (Sharma et al., 2017; Siddiqui et al., 2018). Fl-aħħarnett, żewġ fitoormoni (CK u BR) jippromwovu wkoll l-espressjoni ta 'proteini ta' xokk tas-sħana u jtejbu diversi proċessi ta 'adattament metaboliku, bħal żieda fil-bijosintesi tal-klorofilla (Sharma et al., 2017; Liu et al., 2020).
Il-parametri tal-fluworexxenza tal-klorofilla a jipprovdu metodu rapidu u mhux distruttiv li jista 'jivvaluta t-tolleranza tal-pjanti jew l-adattament għal kundizzjonijiet ta' stress abijotiku (Chaerle et al. 2007; Kalaji et al. 2017). Parametri bħall-proporzjon Fv/Fm intużaw bħala indikaturi tal-adattament tal-pjanti għall-kundizzjonijiet tal-istress (Alvarado-Sanabria et al. 2017; Chavez-Arias et al. 2020). F'dan l-istudju, il-pjanti SC wrew l-inqas valuri ta 'din il-varjabbli, prinċipalment pjanti tar-ross "F2000". Yin et al. (2010) sabet ukoll li l-proporzjon Fv/Fm tal-weraq tar-ross tal-laċċ tal-ogħla naqas b'mod sinifikanti f'temperaturi 'l fuq minn 35°C. Skond Feng et al. (2013), il-proporzjon Fv/Fm aktar baxx taħt stress tas-sħana jindika li r-rata ta 'qbid u konverżjoni tal-enerġija ta' eċċitazzjoni miċ-ċentru ta 'reazzjoni PSII hija mnaqqsa, li jindika li ċ-ċentru ta' reazzjoni PSII jiddiżintegra taħt stress tas-sħana. Din l-osservazzjoni tippermettilna nikkonkludu li t-tfixkil fl-apparat fotosintetiku huwa aktar evidenti f'varjetajiet sensittivi (Fedearroz 2000) milli f'varjetajiet reżistenti (Fedearroz 67).
L-użu ta 'CK jew BR ġeneralment tejjeb il-prestazzjoni tal-PSII taħt kundizzjonijiet kumplessi ta' stress tas-sħana. Riżultati simili nkisbu minn Suchsagunpanit et al. (2015), li osservaw li l-applikazzjoni BR żiedet l-effiċjenza tal-PSII taħt stress tas-sħana fir-ross. Kumar et al. (2020) sabu wkoll li l-pjanti taċ-ċiċri ttrattati b'CK (6-benzyladenine) u soġġetti għal stress tas-sħana żiedu l-proporzjon Fv/Fm, u kkonkludew li l-applikazzjoni tal-weraq ta 'CK billi attivat iċ-ċiklu tal-pigment ta' zeaxanthin ippromwoviet l-attività PSII. Barra minn hekk, l-isprej tal-weraq BR iffavorixxi l-fotosintesi tal-PSII taħt kundizzjonijiet ta 'stress magħquda, li jindika li l-applikazzjoni ta' dan il-phytohormone rriżultat f'dissipazzjoni mnaqqsa tal-enerġija ta 'eċċitazzjoni tal-antenni PSII u ppromwova l-akkumulazzjoni ta' proteini żgħar ta 'xokk tas-sħana fil-kloroplasti (Ogweno et al. 2008; Kothari and Lachowitz). , 2021).
Il-kontenuti ta 'MDA u proline spiss jiżdiedu meta l-pjanti jkunu taħt stress abijotiku meta mqabbla ma' pjanti mkabbra taħt kundizzjonijiet ottimali (Alvarado-Sanabria et al. 2017). Studji preċedenti wrew ukoll li l-livelli ta 'MDA u proline huma indikaturi bijokimiċi li jistgħu jintużaw biex jifhmu l-proċess ta' adattament jew l-impatt tal-prattiki agronomiċi fir-ross taħt temperaturi għoljin bi nhar jew bil-lejl (Alvarado-Sanabria et al., 2017; Quintero-Calderón et al. . , 2021). Dawn l-istudji wrew ukoll li l-kontenuti ta 'MDA u proline kellhom it-tendenza li jkunu ogħla fil-pjanti tar-ross esposti għal temperaturi għoljin bil-lejl jew matul il-jum, rispettivament. Madankollu, il-bexx tal-weraq ta 'CK u BR ikkontribwixxa għal tnaqqis fl-MDA u żieda fil-livelli ta' proline, prinċipalment fil-ġenotip tolleranti (Federroz 67). L-isprej CK jista 'jippromwovi l-espressjoni żejda ta' cytokinin oxidase/dehydrogenase, u b'hekk iżid il-kontenut ta 'komposti protettivi bħal betaine u proline (Liu et al., 2020). BR jippromwovi l-induzzjoni ta 'osmoprotectants bħal betaine, zokkor, u aċidi amminiċi (inkluż proline ħieles), iżżomm bilanċ osmotiku ċellulari taħt ħafna kundizzjonijiet ambjentali avversi (Kothari u Lachowiec, 2021).
L-indiċi tal-istress tal-għelejjel (CSI) u l-indiċi tat-tolleranza relattiva (RTI) jintużaw biex jiddeterminaw jekk it-trattamenti li qed jiġu evalwati jgħinux biex itaffu diversi stress (abijotiċi u bijotiċi) u għandhomx effett pożittiv fuq il-fiżjoloġija tal-pjanti (Castro-Duque et al., 2020; Chavez-Arias et al., 2020). Il-valuri CSI jistgħu jvarjaw minn 0 sa 1, li jirrappreżentaw kundizzjonijiet mhux ta’ stress u stress, rispettivament (Lee et al., 2010). Il-valuri CSI ta 'pjanti stressati bis-sħana (SC) varjaw minn 0.8 sa 0.9 (Figura 2B), li jindikaw li l-pjanti tar-ross kienu affettwati b'mod negattiv minn stress kombinat. Madankollu, il-bexx tal-weraq ta 'BC (0.6) jew CK (0.6) wassal prinċipalment għal tnaqqis f'dan l-indikatur taħt kundizzjonijiet ta' stress abijotiku meta mqabbel ma 'pjanti tar-ross SC. Fl-impjanti F2000, RTI wera żieda ogħla meta tuża CA (97.69%) u BC (60.73%) meta mqabbla ma 'SA (33.52%), li jindika li dawn ir-regolaturi tat-tkabbir tal-pjanti jikkontribwixxu wkoll biex itejbu r-rispons tar-ross għat-tolleranza tal-kompożizzjoni. Saħħan iżżejjed. Dawn l-indiċi ġew proposti biex jimmaniġġjaw il-kundizzjonijiet tal-istress fi speċi differenti. Studju li sar minn Lee et al. (2010) wrew li s-CSI ta 'żewġ varjetajiet ta' qoton taħt stress moderat ta 'l-ilma kien ta' madwar 0.85, filwaqt li l-valuri CSI ta 'varjetajiet imsaqqija sew varjaw minn 0.4 sa 0.6, u kkonkludew li dan l-indiċi huwa indikatur ta' l-adattament ta 'l-ilma tal-varjetajiet. kundizzjonijiet stressanti. Barra minn hekk, Chavez-Arias et al. (2020) ivvalutaw l-effettività ta 'elicitors sintetiċi bħala strateġija komprensiva ta' ġestjoni tal-istress f'impjanti ta 'C. elegans u sabu li pjanti sprejjati b'dawn il-komposti wrew RTI ogħla (65%). Abbażi ta 'hawn fuq, CK u BR jistgħu jitqiesu bħala strateġiji agronomiċi mmirati biex iżidu t-tolleranza tar-ross għal stress kumpless tas-sħana, peress li dawn ir-regolaturi tat-tkabbir tal-pjanti jinduċu reazzjonijiet bijokimiċi u fiżjoloġiċi pożittivi.
Fl-aħħar ftit snin, ir-riċerka tar-ross fil-Kolombja ffokat fuq l-evalwazzjoni ta’ ġenotipi tolleranti għal temperaturi għoljin bi nhar jew bil-lejl bl-użu ta’ karatteristiċi fiżjoloġiċi jew bijokimiċi (Sánchez-Reinoso et al., 2014; Alvarado-Sanabria et al., 2021). Madankollu, fl-aħħar ftit snin, l-analiżi ta 'teknoloġiji prattiċi, ekonomiċi u profittabbli saret dejjem aktar importanti biex tipproponi ġestjoni integrata tal-uċuħ tar-raba' biex ittejjeb l-effetti ta' perjodi kumplessi ta 'stress tas-sħana fil-pajjiż (Calderón-Páez et al., 2021; Quintero-Calderon et al., 2021) . Għalhekk, ir-risponsi fiżjoloġiċi u bijokimiċi tal-pjanti tar-ross għal stress kumpless tas-sħana (40 ° C jum / 30 ° C bil-lejl) osservati f'dan l-istudju jissuġġerixxu li l-bexx tal-weraq b'CK jew BR jista 'jkun metodu adattat ta' ġestjoni tal-uċuħ tar-raba ' biex itaffu l-effetti ħżiena. Effett ta 'perjodi ta' stress moderat tas-sħana. Dawn it-trattamenti tejbu t-tolleranza taż-żewġ ġenotipi tar-ross (CSI baxx u RTI għoli), urew xejra ġenerali fir-reazzjonijiet fiżjoloġiċi u bijokimiċi tal-pjanti taħt stress tas-sħana kkombinata. Ir-rispons ewlieni tal-pjanti tar-ross kien tnaqqis fil-kontenut ta 'GC, klorofilla totali, klorofilli α u β u karotenojdi. Barra minn hekk, il-pjanti jbatu minn ħsara PSII (parametri mnaqqsa tal-fluworexxenza tal-klorofilla bħal proporzjon Fv/Fm) u żieda fil-perossidazzjoni tal-lipidi. Min-naħa l-oħra, meta r-ross ġie ttrattat b'CK u BR, dawn l-effetti negattivi ġew mitigati u l-kontenut ta 'prolina żdied (Fig. 4).
Figura 4. Mudell kunċettwali tal-effetti tal-istress tas-sħana kkombinat u l-isprej tar-regolatur tat-tkabbir tal-pjanti tal-weraq fuq il-pjanti tar-ross. Vleġeġ ħomor u blu jindikaw l-effetti negattivi jew pożittivi tal-interazzjoni bejn l-istress tas-sħana u l-applikazzjoni tal-weraq ta 'BR (brassinosteroid) u CK (cytokinin) fuq risponsi fiżjoloġiċi u bijokimiċi, rispettivament. gs: konduttanza stomatika; Total Chl: kontenut totali ta' klorofilla; Chl α: kontenut ta' klorofilla β; Cx + c: kontenut ta 'karotenojdi;
Fil-qosor, ir-risponsi fiżjoloġiċi u bijokimiċi f'dan l-istudju jindikaw li l-pjanti tar-ross Fedearroz 2000 huma aktar suxxettibbli għal perjodu ta 'stress kumpless tas-sħana minn pjanti tar-ross Fedearroz 67. Ir-regolaturi tat-tkabbir kollha vvalutati f'dan l-istudju (auxins, gibberellins, cytokinins, jew brassinosteroids) wrew xi grad ta 'tnaqqis ta' stress tas-sħana kkombinat. Madankollu, cytokinin u brassinosterojdi indottaw adattament aħjar tal-pjanti peress li ż-żewġ regolaturi tat-tkabbir tal-pjanti żiedu l-kontenut tal-klorofilla, parametri tal-fluworexxenza alfa-klorofilla, gs u RWC meta mqabbla ma 'pjanti tar-ross mingħajr ebda applikazzjoni, u naqsu wkoll il-kontenut ta' MDA u t-temperatura tal-kanupew. Fil-qosor, nikkonkludu li l-użu ta 'regolaturi tat-tkabbir tal-pjanti (ċitokinini u brassinosterojdi) huwa għodda utli fil-ġestjoni tal-kundizzjonijiet tal-istress fl-uċuħ tar-ross ikkawżati minn stress qawwi tas-sħana matul perjodi ta' temperaturi għoljin.
Il-materjali oriġinali ppreżentati fl-istudju huma inklużi mal-artiklu, u aktar mistoqsijiet jistgħu jiġu diretti lill-awtur korrispondenti.