It-tibdil fil-klima u t-tkabbir mgħaġġel tal-popolazzjoni saru sfidi ewlenin għas-sigurtà tal-ikel globali. Soluzzjoni waħda promettenti hija l-użu ta'regolaturi tat-tkabbir tal-pjanti(PGRs) biex iżidu r-rendiment tal-għelejjel u jegħlbu kundizzjonijiet ta' tkabbir mhux favorevoli bħal klimi tad-deżert. Riċentement, il-karotenojde zaxinone u tnejn mill-analogi tiegħu (MiZax3 u MiZax5) urew attività promettenti li tippromwovi t-tkabbir fl-għelejjel taċ-ċereali u tal-ħaxix f'kundizzjonijiet ta' serra u ta' għelejjel tal-għalqa. Hawnhekk, investigajna aktar l-effetti ta' konċentrazzjonijiet differenti ta' MiZax3 u MiZax5 (5 μM u 10 μM fl-2021; 2.5 μM u 5 μM fl-2022) fuq it-tkabbir u r-rendiment ta' żewġ għelejjel tal-ħaxix ta' valur għoli fil-Kambodja: patata u frawli. Arabja. F'ħames provi indipendenti fuq il-post mill-2021 sal-2022, l-applikazzjoni taż-żewġ MiZax tejbet b'mod sinifikanti l-karatteristiċi agronomiċi tal-pjanti, il-komponenti tar-rendiment u r-rendiment ġenerali. Ta' min jinnota li MiZax jintuża f'dożi ħafna aktar baxxi mill-aċidu umiku (kompost kummerċjali użat ħafna użat hawn għal tqabbil). Għalhekk, ir-riżultati tagħna juru li MiZax huwa regolatur tat-tkabbir tal-pjanti promettenti ħafna li jista' jintuża biex jistimula t-tkabbir u r-rendiment tal-għelejjel tal-ħaxix anke f'kundizzjonijiet deżertiċi u f'konċentrazzjonijiet relattivament baxxi.
Skont l-Organizzazzjoni tal-Ikel u l-Agrikoltura tan-Nazzjonijiet Uniti (FAO), is-sistemi tagħna tal-produzzjoni tal-ikel iridu kważi jittriplikaw sal-2050 biex jitimgħu popolazzjoni globali li qed tikber (FAO: Id-dinja se teħtieġ 70% aktar ikel sal-20501). Fil-fatt, it-tkabbir mgħaġġel tal-popolazzjoni, it-tniġġis, il-movimenti tal-pesti u speċjalment temperaturi għoljin u nixfiet ikkawżati mit-tibdil fil-klima huma kollha sfidi li qed tiffaċċja s-sigurtà alimentari globali2. F'dan ir-rigward, iż-żieda fir-rendiment gross tal-għelejjel agrikoli f'kundizzjonijiet subottimali hija waħda mis-soluzzjonijiet indiskutibbli għal din il-problema urġenti. Madankollu, it-tkabbir u l-iżvilupp tal-pjanti jiddependu prinċipalment mid-disponibbiltà ta' nutrijenti fil-ħamrija u huma ristretti ħafna minn fatturi ambjentali avversi, inkluż in-nixfa, is-salinità jew l-istress bijotiku3,4,5. Dawn l-istressi jistgħu jkollhom impatt negattiv fuq is-saħħa u l-iżvilupp tal-għelejjel u fl-aħħar mill-aħħar iwasslu għal tnaqqis fir-rendiment tal-għelejjel6. Barra minn hekk, ir-riżorsi limitati tal-ilma ħelu għandhom impatt qawwi fuq l-irrigazzjoni tal-għelejjel, filwaqt li t-tibdil fil-klima globali inevitabbilment inaqqas l-erja tal-art li tinħarat u avvenimenti bħal mewġiet ta' sħana jnaqqsu l-produttività tal-għelejjel7,8. Temperaturi għoljin huma komuni f'ħafna partijiet tad-dinja, inkluża l-Arabja Sawdija. L-użu ta' bijostimulanti jew regolaturi tat-tkabbir tal-pjanti (PGRs) huwa utli biex iqassar iċ-ċiklu tat-tkabbir u jżid ir-rendiment tal-għelejjel. Jista' jtejjeb it-tolleranza tal-għelejjel u jippermetti lill-pjanti jlaħħqu ma' kundizzjonijiet ta' tkabbir mhux favorevoli9. F'dan ir-rigward, il-bijostimulanti u r-regolaturi tat-tkabbir tal-pjanti jistgħu jintużaw f'konċentrazzjonijiet ottimali biex itejbu t-tkabbir u l-produttività tal-pjanti10,11.
Il-karotenojdi huma tetraterpenojdi li jservu wkoll bħala prekursuri għall-fitormoni aċidu absċisiku (ABA) u strigolactone (SL)12,13,14, kif ukoll ir-regolaturi tat-tkabbir skoperti reċentement zaxinone, anorene u cyclocitral15,16,17,18,19. Madankollu, ħafna mill-metaboliti attwali, inklużi d-derivattivi tal-karotenojdi, għandhom sorsi naturali limitati u/jew huma instabbli, u dan jagħmel l-applikazzjoni diretta tagħhom f'dan il-qasam diffiċli. Għalhekk, matul l-aħħar ftit snin, diversi analogi/mimetiċi tal-ABA u l-SL ġew żviluppati u ttestjati għal applikazzjonijiet agrikoli20,21,22,23,24,25. Bl-istess mod, dan l-aħħar żviluppajna mimetiċi taż-zaxinone (MiZax), metabolit li jippromwovi t-tkabbir li jista' jeżerċita l-effetti tiegħu billi jtejjeb il-metaboliżmu taz-zokkor u jirregola l-omeostażi tal-SL fl-għeruq tar-ross19,26. Il-mimetiċi ta' zaxinone 3 (MiZax3) u MiZax5 (strutturi kimiċi murija fil-Figura 1A) urew attività bijoloġika komparabbli ma' zaxinone fi pjanti tar-ross tat-tip selvaġġ imkabbra idroponikament u fil-ħamrija26. Barra minn hekk, it-trattament tat-tadam, tas-siġra tad-datteri, tal-bżar aħdar u tal-qara ħamra biz-zaxinone, MiZax3 u MiZx5 tejjeb it-tkabbir u l-produttività tal-pjanti, jiġifieri, ir-rendiment u l-kwalità tal-bżar, f'kundizzjonijiet ta' serra u għalqa miftuħa, u dan jindika r-rwol tagħhom bħala bijostimulanti u l-użu ta' PGR27. Interessanti, MiZax3 u MiZax5 tejbu wkoll it-tolleranza għall-melħ tal-bżar aħdar imkabbar f'kundizzjonijiet ta' salinità għolja, u MiZax3 żied il-kontenut taż-żingu tal-frott meta ġie inkapsulat b'oqfsa metalliċi-organiċi li fihom iż-żingu7,28.
(A) Struttura kimika ta' MiZax3 u MiZax5. (B) Effett tal-bexx bil-weraq ta' MZ3 u MZ5 f'konċentrazzjonijiet ta' 5 µM u 10 µM fuq pjanti tal-patata f'kundizzjonijiet ta' għalqa miftuħa. L-esperiment se jsir fl-2021. Id-dejta hija ppreżentata bħala medja ± SD. n≥15. L-analiżi statistika twettqet bl-użu ta' analiżi tal-varjanza f'direzzjoni waħda (ANOVA) u t-test post hoc ta' Tukey. L-asterisks jindikaw differenzi statistikament sinifikanti meta mqabbla mas-simulazzjoni (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, mhux sinifikanti). HA – aċidu umiku; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5. HA – aċidu umiku; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
F'dan ix-xogħol, evalwajna MiZax (MiZax3 u MiZax5) fi tliet konċentrazzjonijiet foliari (5 µM u 10 µM fl-2021 u 2.5 µM u 5 µM fl-2022) u qabbilnihom mal-patata (Solanum tuberosum L). Ir-regolatur tat-tkabbir kummerċjali l-aċidu umiku (HA) tqabbel mal-frawli (Fragaria ananassa) fi provi tas-serra tal-frawli fl-2021 u l-2022 u f'erba' provi fuq il-post fir-Renju tal-Arabja Sawdija, reġjun tipiku bi klima deżertika. Għalkemm l-HA huwa bijostimulant użat ħafna b'ħafna effetti ta' benefiċċju, inkluż iż-żieda fl-użu tan-nutrijenti tal-ħamrija u l-promozzjoni tat-tkabbir tal-għelejjel billi jirregola l-omeostażi ormonali, ir-riżultati tagħna jindikaw li MiZax huwa superjuri għall-HA.
Tuberi tal-patata tal-varjetà Diamond inxtraw minn Jabbar Nasser Al Bishi Trading Company, Jeddah, l-Arabja Sawdija. Nebbieta ta’ żewġ varjetajiet ta’ frawli “Sweet Charlie” u “Festival” u aċidu umiku nxtraw minn Modern Agritech Company, Riyadh, l-Arabja Sawdija. Il-materjal kollu tal-pjanti użat f’dan ix-xogħol jikkonforma mad-Dikjarazzjoni ta’ Politika tal-IUCN dwar ir-Riċerka li Tinvolvi Speċi fil-Periklu u l-Konvenzjoni dwar il-Kummerċ fi Speċi fil-Periklu ta’ Fawna u Flora Selvaġġi.
Is-sit sperimentali jinsab f'Hada Al-Sham, l-Arabja Sawdija (21°48′3″N, 39°43′25″E). Il-ħamrija hija lom ramli, pH 7.8, EC 1.79 dcm-130. Il-proprjetajiet tal-ħamrija huma murija fit-Tabella Supplimentari S1.
In-nebbieta tal-frawli (Fragaria x ananassa D. var. Festival) fi 3 stadji tal-weraq veru ġew maqsuma fi tliet gruppi biex jiġi evalwat l-effett tal-isprejjar tal-weraq b'10 μM MiZax3 u MiZax5 fuq il-karatteristiċi tat-tkabbir u l-ħin tal-fjoritura f'kundizzjonijiet ta' serra. L-isprejjar tal-weraq bl-ilma (li fih 0.1% aċetun) intuża bħala trattament ta' mmudellar. L-isprejs tal-weraq MiZax ġew applikati 7 darbiet f'intervalli ta' ġimgħa. Żewġ esperimenti indipendenti twettqu fil-15 u t-28 ta' Settembru 2021, rispettivament. Id-doża inizjali ta' kull kompost hija ta' 50 ml, imbagħad żdiedet gradwalment għal doża finali ta' 250 ml. Għal ġimagħtejn konsekuttivi, in-numru ta' pjanti bil-fjuri ġie rreġistrat kuljum u r-rata tal-fjoritura ġiet ikkalkulata fil-bidu tar-raba' ġimgħa. Biex jiġu ddeterminati l-karatteristiċi tat-tkabbir, in-numru ta' weraq, il-piż frisk u niexef tal-pjanta, l-erja totali tal-weraq, u n-numru ta' stoloni għal kull pjanta tkejlu fl-aħħar tal-fażi tat-tkabbir u fil-bidu tal-fażi riproduttiva. L-erja tal-weraq tkejlet bl-użu ta' miter tal-erja tal-weraq u kampjuni friski tnixxfu f'forn f'100°C għal 48 siegħa.
Saru żewġ provi fuq il-post: ħrit bikri u tard. Tuberi tal-patata tal-varjetà "Diamant" jitħawlu f'Novembru u fi Frar, b'perjodi ta' maturazzjoni bikrija u tard, rispettivament. Il-bijostimulanti (MiZax-3 u -5) jingħataw f'konċentrazzjonijiet ta' 5.0 u 10.0 µM (2021) u 2.5 u 5.0 µM (2022). Roxx l-aċidu umiku (HA) 1 g/l 8 darbiet fil-ġimgħa. Ilma jew aċetun intużaw bħala kontroll negattiv. Id-disinn tat-test fuq il-post huwa muri fil-(Figura Supplimentari S1). Disinn ta' blokka kompluta każwali (RCBD) b'erja ta' plott ta' 2.5 m × 3.0 m intuża biex jitwettqu l-esperimenti fuq il-post. Kull trattament ġie ripetut tliet darbiet bħala repliki indipendenti. Id-distanza bejn kull plott hija 1.0 m, u d-distanza bejn kull blokka hija 2.0 m. Id-distanza bejn il-pjanti hija 0.6 m, id-distanza bejn ir-ringieli hija 1 m. Il-pjanti tal-patata ġew irrigati kuljum bit-taqtir bir-rata ta’ 3.4 l għal kull qattara. Is-sistema taħdem darbtejn kuljum għal 10 minuti kull darba biex tipprovdi ilma lill-pjanti. Ġew applikati l-metodi agrotekniċi kollha rakkomandati għat-tkabbir tal-patata f’kundizzjonijiet ta’ nixfa31. Erba’ xhur wara t-tħawwil, l-għoli tal-pjanta (ċm), in-numru ta’ friegħi għal kull pjanta, il-kompożizzjoni u r-rendiment tal-patata, u l-kwalità tat-tuberi ġew imkejla bl-użu ta’ tekniki standard.
Nebbieta ta’ żewġ varjetajiet ta’ frawli (Sweet Charlie u Festival) ġew ittestjati f’kundizzjonijiet tal-għalqa. Il-bijostimulanti (MiZax-3 u -5) intużaw bħala sprejs tal-weraq f’konċentrazzjonijiet ta’ 5.0 u 10.0 µM (2021) u 2.5 u 5.0 µM (2022) tmien darbiet fil-ġimgħa. Uża 1 g ta’ HA għal kull litru bħala sprej tal-weraq flimkien ma’ MiZax-3 u -5, b’taħlita ta’ kontroll tal-H2O jew aċetun bħala kontroll negattiv. In-nebbieta tal-frawli tħawlu fi plot ta’ 2.5 x 3 m fil-bidu ta’ Novembru bi spazju bejn il-pjanti ta’ 0.6 m u spazju bejn ir-ringieli ta’ 1 m. L-esperiment twettaq fl-RCBD u ġie ripetut tliet darbiet. Il-pjanti ġew mogħtija l-ilma għal 10 minuti kuljum fis-7:00 u s-17:00 bl-użu ta’ sistema ta’ irrigazzjoni bit-taqtir li fiha drippers spazjati 0.6 m ’il bogħod minn xulxin u b’kapaċità ta’ 3.4 L. Il-komponenti agrotekniċi u l-parametri tar-rendiment ġew imkejla matul l-istaġun tat-tkabbir. Il-kwalità tal-frott inkluż it-TSS (%), il-vitamina C32, l-aċidità u l-kontenut fenoliku totali33 ġiet ivvalutata fil-Laboratorju tal-Fiżjoloġija u t-Teknoloġija ta' wara l-Ħsad tal-Università King Abdulaziz.
Id-dejta hija espressa bħala medji u l-varjazzjonijiet huma espressi bħala devjazzjonijiet standard. Is-sinifikat statistiku ġie determinat bl-użu ta' ANOVA b'direzzjoni waħda (one-way ANOVA) jew ANOVA b'żewġ direzzjonijiet bl-użu tat-test ta' tqabbil multiplu ta' Tukey bl-użu ta' livell ta' probabbiltà ta' p < 0.05 jew test t ta' Student b'żewġ dnub biex jinstabu differenzi sinifikanti (*p < 0.05, * *p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001). L-interpretazzjonijiet statistiċi kollha twettqu bl-użu ta' GraphPad Prism verżjoni 8.3.0. L-assoċjazzjonijiet ġew ittestjati bl-użu tal-analiżi tal-komponenti prinċipali (PCA), metodu statistiku multivarjat, bl-użu tal-pakkett R 34.
F'rapport preċedenti, wrejna l-attività li tippromwovi t-tkabbir ta' MiZax f'konċentrazzjonijiet ta' 5 u 10 μM fi pjanti ortikulturali u tejjibna l-indikatur tal-klorofilla fis-Soil Plant Assay (SPAD)27. Abbażi ta' dawn ir-riżultati, użajna l-istess konċentrazzjonijiet biex nevalwaw l-effetti ta' MiZax fuq il-patata, għelejjel globali importanti tal-ikel, fi provi fuq il-post fi klimi deżertiċi fl-2021. B'mod partikolari, konna interessati li nittestjaw jekk MiZax setax iżid l-akkumulazzjoni tal-lamtu, il-prodott finali tal-fotosintesi. B'mod ġenerali, l-applikazzjoni ta' MiZax tejbet it-tkabbir tal-pjanti tal-patata meta mqabbla mal-aċidu umiku (HA), li rriżulta f'żieda fl-għoli tal-pjanti, il-bijomassa u n-numru ta' friegħi (Fig. 1B). Barra minn hekk, osservajna li 5 μM MiZax3 u MiZax5 kellhom effett aktar b'saħħtu fuq iż-żieda fl-għoli tal-pjanti, in-numru ta' friegħi, u l-bijomassa tal-pjanti meta mqabbla ma' 10 μM (Figura 1B). Flimkien mat-tkabbir imtejjeb, MiZax żied ukoll ir-rendiment, imkejjel bin-numru u l-piż tat-tuberi maħsuda. L-effett benefiċjarju ġenerali kien inqas evidenti meta MiZax ingħata f'konċentrazzjoni ta' 10 μM, li jissuġġerixxi li dawn il-komposti għandhom jingħataw f'konċentrazzjonijiet taħt din (Figura 1B). Barra minn hekk, ma osservajna l-ebda differenza fil-parametri kollha rreġistrati bejn it-trattamenti bl-aċetun (finta) u bl-ilma (kontroll), li jissuġġerixxi li l-effetti tal-modulazzjoni tat-tkabbir osservati ma kinux ikkawżati mis-solvent, li huwa konsistenti mar-rapport preċedenti tagħna27.
Peress li l-istaġun tat-tkabbir tal-patata fl-Arabja Sawdija jikkonsisti f'maturazzjoni bikrija u tard, fl-2022 wettaqna t-tieni studju fuq il-post bl-użu ta' konċentrazzjonijiet baxxi (2.5 u 5 µM) fuq żewġ staġuni biex nevalwaw l-impatt staġjonali tal-għelieqi miftuħa (Figura Supplimentari S2A). Kif mistenni, iż-żewġ applikazzjonijiet ta' 5 μM MiZax ipproduċew effetti li jippromwovu t-tkabbir simili għal dawk fl-ewwel prova: żieda fl-għoli tal-pjanta, żieda fil-fergħat, bijomassa ogħla, u żieda fin-numru ta' tuberi (Fig. 2; Fig. Supplimentari S3). Importanti, osservajna effetti sinifikanti ta' dawn il-PGRs f'konċentrazzjoni ta' 2.5 μM, filwaqt li t-trattament GA ma weriex l-effetti mbassra. Dan ir-riżultat jissuġġerixxi li MiZax jista' jintuża anke f'konċentrazzjonijiet aktar baxxi milli mistenni. Barra minn hekk, l-applikazzjoni ta' MiZax żiedet ukoll it-tul u l-wisa' tat-tuberi (Figura Supplimentari S2B). Sibna wkoll żieda sinifikanti fil-piż tat-tuberi, iżda l-konċentrazzjoni ta' 2.5 µM ġiet applikata biss fiż-żewġ staġuni tat-tħawwil.
Valutazzjoni fenotipika tal-pjanti tal-impatt ta' MiZax fuq pjanti tal-patata li jimmaturaw bikrija fl-għalqa tal-KAU, imwettqa fl-2022. Id-dejta tirrappreżenta medja ± devjazzjoni standard. n≥15. L-analiżi statistika twettqet bl-użu ta' analiżi tal-varjanza f'direzzjoni waħda (ANOVA) u t-test post hoc ta' Tukey. L-asteriski jindikaw differenzi statistikament sinifikanti meta mqabbla mas-simulazzjoni (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, mhux sinifikanti). HA – aċidu umiku; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5. HA – aċidu umiku; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Biex nifhmu aħjar l-effetti tat-trattament (T) u s-sena (Y), intużat ANOVA b'żewġ direzzjonijiet biex tiġi eżaminata l-interazzjoni tagħhom (T x Y). Għalkemm il-bijostimulanti kollha (T) żiedu b'mod sinifikanti l-għoli u l-bijomassa tal-pjanta tal-patata, MiZax3 u MiZax5 biss żiedu b'mod sinifikanti n-numru u l-piż tat-tuberi, u dan jindika li r-risponsi bidirezzjonali tat-tuberi tal-patata għaż-żewġ MiZax kienu essenzjalment simili (Fig. 3)). Barra minn hekk, fil-bidu tal-istaġun it-temp (https://www.timeanddate.com/weather/saudi-arabia/jeddah/climate) jisħon (medja ta' 28 °C u 52% umdità (2022), li jnaqqas b'mod sinifikanti l-bijomassa ġenerali tat-tuberi (Fig. 2; Fig. Supplimentari S3).
Studja l-effetti tat-trattament ta' 5 µm (T), is-sena (Y) u l-interazzjoni tagħhom (T x Y) fuq il-patata. Id-dejta tirrappreżenta medja ± devjazzjoni standard. n ≥ 30. L-analiżi statistika twettqet bl-użu ta' analiżi tal-varjanza f'żewġ direzzjonijiet (ANOVA). L-asterisks jindikaw differenzi statistikament sinifikanti meta mqabbla mas-simulazzjoni (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, mhux sinifikanti). HA – aċidu umiku; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Madankollu, it-trattament b'Myzax xorta kellu t-tendenza li jistimula t-tkabbir ta' pjanti li jimmaturaw tard. B'mod ġenerali, it-tliet esperimenti indipendenti tagħna wrew mingħajr ebda dubju li l-applikazzjoni ta' MiZax għandha effett sinifikanti fuq l-istruttura tal-pjanta billi żżid in-numru ta' friegħi. Fil-fatt, kien hemm effett ta' interazzjoni sinifikanti f'żewġ direzzjonijiet bejn (T) u (Y) fuq in-numru ta' friegħi wara t-trattament b'MiZax (Fig. 3). Dan ir-riżultat huwa konsistenti mal-attività tagħhom bħala regolaturi negattivi tal-bijosintesi tal-strigolactone (SL)26. Barra minn hekk, diġà wrejna li t-trattament b'Zaxinone jikkawża akkumulazzjoni ta' lamtu fl-għeruq tar-ross35, li jista' jispjega ż-żieda fid-daqs u l-piż tat-tuberi tal-patata wara t-trattament b'MiZax, peress li t-tuberi huma prinċipalment magħmula minn lamtu.
L-għelejjel tal-frott huma pjanti ekonomiċi importanti. Il-frawli huma sensittivi għal kundizzjonijiet ta' stress abijotiku bħan-nixfa u t-temperatura għolja. Għalhekk, investigajna l-effett ta' MiZax fuq il-frawli billi sprejjajna l-weraq. L-ewwel ipprovdejna MiZax f'konċentrazzjoni ta' 10 µM biex nevalwaw l-effett tiegħu fuq it-tkabbir tal-frawli (kultivar Festival). Interessanti, osservajna li MiZax3 żied b'mod sinifikanti n-numru ta' stoloni, li jikkorrispondi għal żieda fil-fergħat, filwaqt li MiZax5 tejjeb ir-rata tal-fjoritura, il-bijomassa tal-pjanti, u l-erja tal-weraq taħt kundizzjonijiet ta' serra (Figura Supplimentari S4), li tissuġġerixxi li dawn iż-żewġ komposti jistgħu jvarjaw bijoloġikament. Avvenimenti 26,27. Biex nifhmu aktar l-effetti tagħhom fuq il-frawli taħt kundizzjonijiet agrikoli tal-ħajja reali, wettaqna provi fuq il-post fejn applikajna 5 u 10 μM MiZax fuq pjanti tal-frawli (cv. Sweet Charlie) imkabbra f'ħamrija semi-ramel fl-2021 (fig. S5A). Meta mqabbel ma' GC, ma osservajniex żieda fil-bijomassa tal-pjanti, iżda sibna xejra lejn żieda fin-numru ta' frott (Fig. C6A-B). Madankollu, l-applikazzjoni ta' MiZax irriżultat f'żieda sinifikanti fil-piż ta' frott wieħed u tat x'jifhem dwar dipendenza fuq il-konċentrazzjoni (Figura Supplimentari S5B; Figura Supplimentari S6B), li tindika l-influwenza ta' dawn ir-regolaturi tat-tkabbir tal-pjanti fuq il-kwalità tal-frott tal-frawli meta applikati taħt kundizzjonijiet tad-deżert.
Biex nifhmu jekk l-effett tal-promozzjoni tat-tkabbir ivarjax skont it-tip ta' kultivar, għażilna żewġ kultivari kummerċjali tal-frawli fl-Arabja Sawdija (Sweet Charlie u Festival) u wettaqna żewġ studji fuq il-post fl-2022 bl-użu ta' konċentrazzjonijiet baxxi ta' MiZax (2.5 u 5 µM). Għal Sweet Charlie, għalkemm in-numru totali ta' frott ma żdiedx b'mod sinifikanti, il-bijomassa tal-frott tal-pjanti ttrattati b'MiZax kienet ġeneralment ogħla, u n-numru ta' frott għal kull biċċa art żdied wara t-trattament b'MiZax3 (Fig. 4). Din id-dejta tissuġġerixxi aktar li l-attivitajiet bijoloġiċi ta' MiZax3 u MiZax5 jistgħu jvarjaw. Barra minn hekk, wara t-trattament b'Myzax, osservajna żieda fil-piż frisk u niexef tal-pjanti, kif ukoll fit-tul tar-rimjiet tal-pjanti. Rigward in-numru ta' stoloni u pjanti ġodda, sibna żieda biss f'5 μM MiZax (Fig. 4), li jindika li l-koordinazzjoni ottimali ta' MiZax tiddependi fuq l-ispeċi tal-pjanta.
L-effett ta' MiZax fuq l-istruttura tal-pjanta u r-rendiment tal-frawli (varjetà Sweet Charlie) mill-għelieqi tal-KAU, imwettaq fl-2022. Id-dejta tirrappreżenta medja ± devjazzjoni standard. n ≥ 15, iżda n-numru ta' frott għal kull biċċa art ġie kkalkulat bħala medja minn 15-il pjanta minn tliet biċċiet art (n = 3). L-analiżi statistika twettqet bl-użu ta' analiżi tal-varjanza f'direzzjoni waħda (ANOVA) u t-test post hoc ta' Tukey jew it-test t ta' Student b'żewġ dnub. L-asterisks jindikaw differenzi statistikament sinifikanti meta mqabbla mas-simulazzjoni (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, mhux sinifikanti). HA – aċidu umiku; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Osservajna wkoll attività simili li tistimula t-tkabbir f'termini ta' piż tal-frott u bijomassa tal-pjanti fil-frawli tal-varjetà Festival (Fig. 5), iżda ma sibniex differenzi sinifikanti fin-numru totali ta' frott għal kull pjanta jew għal kull biċċa art (Fig. 5). Interessanti, l-applikazzjoni ta' MiZax żiedet it-tul tal-pjanta u n-numru ta' stoloni, u dan jindika li dawn ir-regolaturi tat-tkabbir tal-pjanti jistgħu jintużaw biex itejbu t-tkabbir tal-għelejjel tal-frott (Fig. 5). Barra minn hekk, kejjilna diversi parametri bijokimiċi biex nifhmu l-kwalità tal-frott taż-żewġ kultivari miġbura mill-għalqa, iżda ma ksibna l-ebda differenza bejn it-trattamenti kollha (Figura Supplimentari S7; Figura Supplimentari S8).
Effett ta' MiZax fuq l-istruttura tal-pjanta u r-rendiment tal-frawli fl-għalqa KAU (varjetà Festival), 2022. Id-dejta hija medja ± devjazzjoni standard. n ≥ 15, iżda n-numru ta' frott għal kull biċċa art ġie kkalkulat bħala medja minn 15-il pjanta minn tliet biċċiet art (n = 3). L-analiżi statistika twettqet bl-użu ta' analiżi tal-varjanza f'direzzjoni waħda (ANOVA) u t-test post hoc ta' Tukey jew it-test t ta' Student b'żewġ dnub. L-asterisks jindikaw differenzi statistikament sinifikanti meta mqabbla mas-simulazzjoni (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, mhux sinifikanti). HA – aċidu umiku; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Fl-istudji tagħna fuq il-frawli, l-attivitajiet bijoloġiċi ta' MiZax3 u MiZax5 irriżultaw li huma differenti. L-ewwel eżaminajna l-effetti tat-trattament (T) u s-sena (Y) fuq l-istess kultivar (Sweet Charlie) bl-użu ta' ANOVA b'żewġ direzzjonijiet biex niddeterminaw l-interazzjoni tagħhom (T x Y). Għaldaqstant, HA ma kellu l-ebda effett fuq il-kultivar tal-frawli (Sweet Charlie), filwaqt li 5 μM MiZax3 u MiZax5 żiedu b'mod sinifikanti l-bijomassa tal-pjanti u tal-frott (Fig. 6), li jindika li l-interazzjonijiet b'żewġ direzzjonijiet taż-żewġ MiZax huma simili ħafna fil-promozzjoni tal-produzzjoni tal-frawli.
Ivvaluta l-effetti tat-trattament ta' 5 µM (T), is-sena (Y) u l-interazzjoni tagħhom (T x Y) fuq il-frawli (cv. Sweet Charlie). Id-dejta tirrappreżenta l-medja ± devjazzjoni standard. n ≥ 30. L-analiżi statistika twettqet bl-użu ta' analiżi tal-varjanza f'żewġ direzzjonijiet (ANOVA). L-asterisks jindikaw differenzi statistikament sinifikanti meta mqabbla mas-simulazzjoni (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, mhux sinifikanti). HA – aċidu umiku; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Barra minn hekk, peress li l-attività ta' MiZax fuq iż-żewġ kultivari kienet kemxejn differenti (Fig. 4; Fig. 5), wettaqna ANOVA b'żewġ direzzjonijiet li qabbel it-trattament (T) u ż-żewġ kultivari (C). L-ewwel, l-ebda trattament ma affettwa n-numru ta' frott għal kull biċċa art (Fig. 7), li ma jindika l-ebda interazzjoni sinifikanti bejn (T x C) u jissuġġerixxi li la MiZax u lanqas HA ma jikkontribwixxu għan-numru totali ta' frott. B'kuntrast, MiZax (iżda mhux HA) żied b'mod sinifikanti l-piż tal-pjanta, il-piż tal-frott, l-istoloni u l-pjanti ġodda (Fig. 7), li jindika li MiZax3 u MiZax5 jippromwovu b'mod sinifikanti t-tkabbir ta' kultivari differenti tal-pjanti tal-frawli. Abbażi ta' ANOVA b'żewġ direzzjonijiet (T x Y) u (T x C), nistgħu nikkonkludu li l-attivitajiet li jippromwovu t-tkabbir ta' MiZax3 u MiZax5 f'kundizzjonijiet tal-għalqa huma simili ħafna u konsistenti.
Evalwazzjoni tat-trattament tal-frawli b'5 µM (T), żewġ varjetajiet (C) u l-interazzjoni tagħhom (T x C). Id-dejta tirrappreżenta medja ± devjazzjoni standard. n ≥ 30, iżda n-numru ta' frott għal kull biċċa art ġie kkalkulat bħala medja minn 15-il pjanta minn tliet biċċiet art (n = 6). L-analiżi statistika twettqet bl-użu ta' analiżi tal-varjanza f'żewġ direzzjonijiet (ANOVA). L-asterisks jindikaw differenzi statistikament sinifikanti meta mqabbla mas-simulazzjoni (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, mhux sinifikanti). HA – aċidu umiku; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Fl-aħħar nett, użajna l-analiżi tal-komponenti prinċipali (PCA) biex nevalwaw l-effetti tal-komposti applikati fuq il-patata (T x Y) u l-frawli (T x C). Dawn iċ-ċifri juru li t-trattament bl-HA huwa simili għall-aċetun fil-patata jew l-ilma fil-frawli (Figura 8), li jindika effett pożittiv relattivament żgħir fuq it-tkabbir tal-pjanti. Interessanti, l-effetti ġenerali ta' MiZax3 u MiZax5 urew l-istess distribuzzjoni fil-patata (Figura 8A), filwaqt li d-distribuzzjoni ta' dawn iż-żewġ komposti fil-frawli kienet differenti (Figura 8B). Għalkemm MiZax3 u MiZax5 urew distribuzzjoni predominantement pożittiva fit-tkabbir u r-rendiment tal-pjanti, l-analiżi tal-PCA indikat li l-attività tar-regolazzjoni tat-tkabbir tista' tiddependi wkoll fuq l-ispeċi tal-pjanti.
Analiżi tal-komponenti prinċipali (PCA) ta' (A) patata (T x Y) u (B) frawli (T x C). Plottijiet tal-punteġġ għaż-żewġ gruppi. Linja li tgħaqqad kull komponent twassal għaċ-ċentru tal-grupp.
Fil-qosor, abbażi tal-ħames studji indipendenti tagħna fuq il-post fuq żewġ uċuħ tar-raba’ siewja u konsistenti mar-rapporti preċedenti tagħna mill-2020 sal-202226, MiZax3 u MiZax5 huma regolaturi tat-tkabbir tal-pjanti promettenti li jistgħu jtejbu t-tkabbir tal-pjanti ta’ diversi uċuħ tar-raba’, inklużi ċereali, pjanti tal-injam (siġar tal-palm tad-datteri) u uċuħ tar-raba’ tal-frott ortikulturali26,27. Għalkemm il-mekkaniżmi molekulari lil hinn mill-attivitajiet bijoloġiċi tagħhom għadhom elużivi, għandhom potenzjal kbir għal applikazzjonijiet fuq il-post. L-aqwa minn kollox, meta mqabbel mal-aċidu umiku, MiZax jiġi applikat fi kwantitajiet ħafna iżgħar (livell mikromolari jew milligrammi) u l-effetti pożittivi huma aktar evidenti. Għalhekk, nistmaw id-dożaġġ ta’ MiZax3 għal kull applikazzjoni (minn konċentrazzjoni baxxa għal għolja): 3, 6 jew 12 g/ha u d-dożaġġ ta’ MiZx5: 4, 7 jew 13 g/ha, li jagħmel dawn il-PGRs utli għat-titjib tar-rendiment tal-uċuħ tar-raba’. Pjuttost fattibbli.
Ħin tal-posta: 15 ta' Marzu 2024