Истеҳсоли биринҷ бинобар тағйирёбии иқлим ва ноустуворӣ дар Колумбия коҳиш меёбад.Танзимгарони афзоиши растанӣҳамчун стратегия барои коҳиш додани стресси гармӣ дар зироатҳои гуногун истифода шудаанд. Аз ин рӯ, ҳадафи ин таҳқиқот арзёбии таъсири физиологӣ (гузаронандагии стоматалӣ, гузаронандагии стоматалӣ, миқдори умумии хлорофилл, таносуби Fv/Fm ду генотипи биринҷи тиҷоратӣ, ки ба стресси гармии якҷоя (ҳарорати баланди рӯзона ва шаб), ҳарорати соябон ва миқдори нисбии об) ва тағирёбандаҳои биохимиявӣ (малониалдегид (MDA) ва миқдори кислотаи пролинӣ) буд. Таҷрибаҳои аввал ва дуюм бо истифода аз растаниҳои ду генотипи биринҷ Federrose 67 ("F67") ва Federrose 2000 ("F2000") мутаносибан гузаронида шуданд. Ҳарду таҷриба якҷоя ҳамчун як силсила таҷрибаҳо таҳлил карда шуданд. Табобатҳои муқарраршуда чунин буданд: назорати мутлақ (AC) (растаниҳои биринҷ дар ҳарорати оптималӣ парвариш карда мешаванд (ҳарорати рӯзона/шабонарӯзӣ 30/25°C)), назорати стресси гармӣ (SC) [растаниҳои биринҷ, ки танҳо ба стресси гармии якҷоя (40/25°C) дучор шудаанд). 30°C)], ва растаниҳои биринҷ ду маротиба (5 рӯз пеш ва 5 рӯз пас аз стресси гармӣ) бо танзимгарони афзоиши растанӣ (стресс+AUX, стресс+BR, стресс+CK ё стресс+GA) пошида шуданд. Пошидани SA миқдори умумии хлорофиллро дар ҳарду навъ (вазни тару тозаи растаниҳои биринҷи "F67" ва "F2000" мутаносибан 3,25 ва 3,65 мг/г) дар муқоиса бо растаниҳои SC (вазни тару тозаи растаниҳои "F67" 2,36 ва 2,56 мг буд) афзоиш дод. g-1)" ва биринҷи "F2000", истифодаи баргҳои CK инчунин умуман гузаронандагии стоматологии растаниҳои биринҷи "F2000"-ро (499,25 дар муқоиса бо 150,60 ммоль м-2 с) дар муқоиса бо назорати стресси гармӣ беҳтар кард. Дар ҳолати стресси гармӣ, ҳарорати тоҷи растанӣ 2-3 °C коҳиш меёбад ва миқдори MDA дар растаниҳо коҳиш меёбад. Индекси таҳаммулпазирии нисбӣ нишон медиҳад, ки истифодаи баргҳои CK (97.69%) ва BR (60.73%) метавонад ба рафъи мушкилоти стресси гармии якҷоя асосан дар растаниҳои биринҷи F2000 мусоидат кунад. Хулоса, пошидани баргҳои BR ё CK-ро метавон ҳамчун стратегияи агрономӣ барои коҳиш додани таъсири манфии шароити стресси гармии якҷоя ба рафтори физиологии растаниҳои биринҷ баррасӣ кард.
Биринҷ (Oryza sativa) ба оилаи Poaceae тааллуқ дорад ва яке аз зироатҳои ғалладонагиҳои сермаҳсул дар ҷаҳон дар баробари ҷуворимакка ва гандум мебошад (Bajaj ва Mohanty, 2005). Масоҳати кишти биринҷ 617,934 гектарро ташкил медиҳад ва истеҳсоли миллӣ дар соли 2020 2,937,840 тонна бо ҳосили миёнаи 5,02 тонна/га буд (Federarroz (Federación Nacional de Arroceros), 2021).
Гармшавии глобалӣ ба зироатҳои биринҷ таъсир мерасонад ва боиси намудҳои гуногуни стрессҳои абиотикӣ, аз қабили ҳарорати баланд ва давраҳои хушксолӣ мегардад. Тағйирёбии иқлим боиси баланд шудани ҳарорати глобалӣ мегардад; Пешгӯӣ мешавад, ки ҳарорат дар асри 21 аз 1.0 то 3.7°C боло меравад, ки метавонад басомад ва шиддати стресси гармиро зиёд кунад. Баланд шудани ҳарорати муҳити зист ба биринҷ таъсир расонида, боиси коҳиши ҳосили зироатҳо то 6-7% шудааст. Аз тарафи дигар, тағйирёбии иқлим инчунин ба шароити номусоиди экологӣ барои зироатҳо, ба монанди давраҳои хушксолии шадид ё ҳарорати баланд дар минтақаҳои тропикӣ ва субтропикӣ, оварда мерасонад. Илова бар ин, ҳодисаҳои тағйирпазирӣ ба монанди Эл-Ниньо метавонанд ба стресси гармӣ оварда расонанд ва дар баъзе минтақаҳои тропикӣ зарари зироатҳоро шадидтар кунанд. Дар Колумбия, пешбинӣ мешавад, ки ҳарорат дар минтақаҳои истеҳсоли биринҷ то соли 2050 аз 2 то 2.5°C афзоиш ёбад, ки истеҳсоли биринҷро кам мекунад ва ба ҷараёни маҳсулот ба бозорҳо ва занҷирҳои таъминот таъсир мерасонад.
Аксари зироатҳои биринҷ дар минтақаҳое парвариш карда мешаванд, ки дар онҳо ҳарорат ба диапазони оптималии афзоиши зироат наздик аст (Шоҳ ва дигарон, 2011). Гузориш дода шудааст, ки ҳарорати миёнаи оптималии рӯзона ва шаб бароиафзоиш ва инкишофи биринҷодатан мутаносибан 28°C ва 22°C мебошанд (Kilasi et al., 2018; Calderón-Páez et al., 2021). Ҳароратҳои болотар аз ин остонаҳо метавонанд давраҳои стресси гармии миёна ва шадидро дар марҳилаҳои ҳассоси рушди шолӣ (шудгоркунӣ, навниҳолкунӣ, гулкунӣ ва пур кардани донаҳо) ба вуҷуд оранд ва бо ин ба ҳосили донаҳо таъсири манфӣ расонанд. Ин коҳиши ҳосил асосан аз сабаби давраҳои тӯлонии стресси гармӣ мебошад, ки ба физиологияи растанӣ таъсир мерасонанд. Аз сабаби таъсири мутақобилаи омилҳои гуногун, ба монанди давомнокии стресс ва ҳарорати ҳадди аксар, стресси гармӣ метавонад ба мубодилаи моддаҳо ва рушди растанӣ як қатор зарари бебозгашт расонад.
Стресси гармӣ ба равандҳои гуногуни физиологӣ ва биохимиявӣ дар растаниҳо таъсир мерасонад. Фотосинтези барг яке аз равандҳое мебошад, ки дар растаниҳои биринҷ ба стресси гармӣ бештар осебпазиранд, зеро суръати фотосинтез ҳангоми аз 35°C зиёд шудани ҳарорати ҳаррӯза 50% кам мешавад. Вокунишҳои физиологии растаниҳои биринҷ вобаста ба намуди стресси гармӣ фарқ мекунанд. Масалан, суръати фотосинтез ва гузаронандагии стоматалӣ вақте ки растаниҳо ба ҳарорати баланди рӯзона (33-40°C) ё ҳарорати баланди рӯзона ва шабона (35-40°C дар давоми рӯз, 28-30°C) дучор мешаванд, монеъ мешаванд. C маънои шабро дорад) (Lü et al., 2013; Fahad et al., 2016; Chaturvedi et al., 2017). Ҳарорати баланди шабона (30°C) боиси боздоштани мӯътадили фотосинтез мегардад, аммо нафаскашии шабонаро зиёд мекунад (Fahad et al., 2016; Alvarado-Sanabria et al., 2017). Новобаста аз давраи стресс, стресси гармӣ инчунин ба миқдори хлорофилл барг, таносуби флуоресценсияи тағйирёбандаи хлорофилл ба флуоресценсияи максималии хлорофилл (Fv/Fm) ва фаъолшавии Рубиско дар растаниҳои биринҷ таъсир мерасонад (Cao et al. 2009; Yin et al. 2010). ) Санчес Рейносо et al., 2014).
Тағйироти биохимиявӣ ҷанбаи дигари мутобиқшавии растанӣ ба стресси гармӣ мебошанд (Ваҳид ва дигарон, 2007). Миқдори пролин ҳамчун нишондиҳандаи биохимиявии стресси растанӣ истифода шудааст (Аҳмад ва Ҳасан, 2011). Пролин дар мубодилаи моддаҳои растанӣ нақши муҳим мебозад, зеро он ҳамчун манбаи карбон ё нитроген ва ҳамчун стабилизатори мембрана дар шароити ҳарорати баланд амал мекунад (Санчес-Рейносо ва дигарон, 2014). Ҳарорати баланд инчунин ба устувории мембрана тавассути пероксидатсияи липидҳо таъсир мерасонад, ки боиси пайдоиши малониалдегид (MDA) мегардад (Ваҳид ва дигарон, 2007). Аз ин рӯ, миқдори MDA инчунин барои фаҳмидани якпорчагии сохтории мембранаҳои ҳуҷайра дар зери стресси гармӣ истифода шудааст (Као ва дигарон, 2009; Чавес-Ариас ва дигарон, 2018). Ниҳоят, стресси гармии якҷоя [37/30°C (рӯзона/шабонарӯзӣ)] фоизи ихроҷи электролитҳо ва миқдори малониалдегидро дар биринҷ афзоиш дод (Лиу ва дигарон, 2013).
Истифодаи танзимгарони афзоиши растанӣ (GRs) барои коҳиш додани таъсири манфии стресси гармӣ арзёбӣ шудааст, зеро ин моддаҳо дар аксуламалҳои растанӣ ё механизмҳои физиологии дифоъ аз чунин стресс фаъолона иштирок мекунанд (Peleg and Blumwald, 2011; Yin et al., 2011; Ahmed et al., 2015). Истифодаи экзогении захираҳои генетикӣ ба таҳаммулпазирии стресси гармӣ дар зироатҳои гуногун таъсири мусбат расонидааст. Таҳқиқот нишон доданд, ки фитогормонҳо ба монанди гиббереллинҳо (GA), цитокининҳо (CK), ауксинҳо (AUX) ё брассиностероидҳо (BR) боиси афзоиши тағирёбандаҳои гуногуни физиологӣ ва биохимиявӣ мешаванд (Peleg and Blumwald, 2011; Yin et al. Ren, 2011; Mitler et al., 2012; Zhou et al., 2014). Дар Колумбия, истифодаи экзогении захираҳои генетикӣ ва таъсири он ба зироатҳои биринҷ пурра фаҳмида ва омӯхта нашудааст. Аммо, як таҳқиқоти қаблӣ нишон дод, ки пошидани баргҳои BR метавонад таҳаммулпазирии биринҷро тавассути беҳтар кардани хусусиятҳои мубодилаи газ, миқдори хлорофилл ё пролин дар баргҳои ниҳолҳои биринҷ беҳтар кунад (Quintero-Calderón et al., 2021).
Цитокининҳо вокунишҳои растаниро ба стрессҳои абиотикӣ, аз ҷумла стресси гармӣ, миёнаравӣ мекунанд (Ha et al., 2012). Ғайр аз ин, гузориш дода шудааст, ки истифодаи экзогении CK метавонад зарари гармиро кам кунад. Масалан, истифодаи экзогении зеатин суръати фотосинтез, миқдори хлорофилл a ва b ва самаранокии интиқоли электронро дар алафи хазанда (Agrotis estolonifera) дар давраи стресси гармӣ афзоиш дод (Xu ва Huang, 2009; Jespersen and Huang, 2015). Истифодаи экзогении зеатин инчунин метавонад фаъолияти антиоксидантиро беҳтар кунад, синтези сафедаҳои гуногунро афзоиш диҳад, зарари намудҳои реактивии оксиген (ROS) ва истеҳсоли малонидиалдегид (MDA)-ро дар бофтаҳои растанӣ кам кунад (Chernyadyev, 2009; Yang et al., 2009). , 2016; Kumar et al., 2020).
Истифодаи кислотаи гиббереллик инчунин вокуниши мусбат ба стресси гармӣ нишон додааст. Таҳқиқотҳо нишон доданд, ки биосинтези GA роҳҳои гуногуни мубодилаи моддаҳоро ба танзим медарорад ва таҳаммулпазириро дар шароити ҳарорати баланд афзоиш медиҳад (Алонсо-Рамирез ва дигарон, 2009; Хан ва дигарон, 2020). Абдел-Набӣ ва дигарон (2020) муайян карданд, ки пошидани баргҳои GA-и экзогенӣ (25 ё 50 мг*л) метавонад суръати фотосинтез ва фаъолияти антиоксидантиро дар растаниҳои афлесуни зери стресси гармӣ қарордошта дар муқоиса бо растаниҳои назоратӣ афзоиш диҳад. Инчунин мушоҳида шудааст, ки истифодаи экзогении HA миқдори нисбии намӣ, миқдори хлорофилл ва каротиноидҳоро зиёд мекунад ва пероксидатсияи липидҳоро дар хурмо (Phoenix dactylifera) дар зери стресси гармӣ коҳиш медиҳад (Хан ва дигарон, 2020). Ауксин инчунин дар танзими вокунишҳои мутобиқшавандаи афзоиш ба шароити ҳарорати баланд нақши муҳим мебозад (Сан ва дигарон, 2012; Ванг ва дигарон, 2016). Ин танзимгари афзоиш ҳамчун нишондиҳандаи биохимиявӣ дар равандҳои гуногун, ба монанди синтези пролин ё таҷзия дар зери стресси абиотикӣ, амал мекунад (Али ва дигарон, 2007). Илова бар ин, AUX инчунин фаъолияти антиоксидантиро афзоиш медиҳад, ки боиси коҳиши MDA дар растаниҳо аз сабаби коҳиши пероксидатсияи липидҳо мегардад (Bielach ва дигарон, 2017). Сергеев ва дигарон (2018) мушоҳида карданд, ки дар растаниҳои нахӯд (Pisum sativum) таҳти стресси гармӣ миқдори эфири пролин - диметиламиноэтоксикарбонилметил)нафтилхлорметил (TA-14) меафзояд. Дар ҳамон таҷриба, онҳо инчунин сатҳи пасти MDA-ро дар растаниҳои коркардшуда дар муқоиса бо растаниҳое, ки бо AUX коркард нашудаанд, мушоҳида карданд.
Брассиностероидҳо як синфи дигари танзимгарони афзоиш мебошанд, ки барои коҳиш додани таъсири стресси гармӣ истифода мешаванд. Огвено ва ҳамкорон (2008) гузориш доданд, ки пошидани BR-и экзогенӣ суръати холиси фотосинтез, гузаронандагии стоматологӣ ва суръати максималии карбоксилизатсияи Rubisco-и растаниҳои помидор (Solanum lycopersicum)-ро дар зери стресси гармӣ барои 8 рӯз афзоиш додааст. Пошидани эпибрасиностероидҳо ба барг метавонад суръати холиси фотосинтези растаниҳои бодиринг (Cucumis sativus)-ро дар зери стресси гармӣ афзоиш диҳад (Yu et al., 2004). Илова бар ин, истифодаи экзогении BR вайроншавии хлорофиллро ба таъхир меандозад ва самаранокии истифодаи об ва ҳосили максималии квантии фотохимияи PSII-ро дар растаниҳои зери стресси гармӣ афзоиш медиҳад (Holá et al., 2010; Toussagunpanit et al., 2015).
Аз сабаби тағирёбии иқлим ва тағирёбӣ, зироатҳои шолӣ бо давраҳои ҳарорати баланди ҳаррӯза дучор меоянд (Lesk et al., 2016; Garcés, 2020; Federarroz (Federación Nacional de Arroceros), 2021). Дар фенотипсозии растанӣ, истифодаи фитонутриентҳо ё биостимуляторҳо ҳамчун стратегияи коҳиш додани фишори гармӣ дар минтақаҳои шолӣ омӯхта шудааст (Алварадо-Санабриа ва дигарон, 2017; Калдерон-Паез ва дигарон, 2021; Кинтеро-Калдерон ва дигарон. Илова бар ин, истифодаи тағйирёбандаҳои биохимиявӣ ва физиологӣ (ҳарорати барг, гузаронандагии стоматалӣ, параметрҳои флуоресценсияи хлорофилл, миқдори хлорофилл ва нисбии об, синтези малониалдегид ва пролин) воситаи боэътимод барои скрининги растаниҳои шолӣ дар зери стресси гармӣ дар сатҳи маҳаллӣ ва байналмилалӣ мебошад (Санчес -Рейносо ва дигарон, 2014; Алварадо-Санабриа ва дигарон, 2017; Аммо, таҳқиқот дар бораи истифодаи пошидани фитогормоналии баргҳо дар шолӣ дар сатҳи маҳаллӣ нодир боқӣ мемонад. Аз ин рӯ, омӯзиши аксуламалҳои физиологӣ ва биохимиявии истифодаи танзимгарони афзоиши растанӣ барои пешниҳоди стратегияҳои амалии агрономӣ барои ин аҳамияти калон дорад. Барои ҳалли таъсири манфии давраи стресси мураккаби гармӣ дар шолӣ. Аз ин рӯ, ҳадафи ин таҳқиқот арзёбии таъсири физиологӣ (гузаронандагии стоматалӣ, параметрҳои флуоресценсияи хлорофилл ва миқдори нисбии об) ва биохимиявии истифодаи баргҳои чор танзимгари афзоиши растанӣ (AUX, CK, GA ва BR) буд. (Пигментҳои фотосинтетикӣ, миқдори малониалдегид ва пролин) Тағйирёбандаҳо дар ду... Генотипҳои биринҷи тиҷоратӣ, ки ба стресси гармии якҷоя (ҳарорати баланди рӯзона/шабонарӯзӣ) дучор шудаанд.
Дар ин таҳқиқот ду таҷрибаи мустақил гузаронида шуданд. Генотипҳои Federrose 67 (F67: генотипе, ки дар даҳсолаи охир дар ҳарорати баланд инкишоф ёфтааст) ва Federrose 2000 (F2000: генотипе, ки дар даҳсолаи охири асри 20 инкишоф ёфтааст ва муқовимат ба вируси барги сафедро нишон медиҳад) барои бори аввал истифода шуданд. тухмиҳо. ва таҷрибаи дуюм мутаносибан. Ҳарду генотип аз ҷониби деҳқонони колумбӣ ба таври васеъ кишт карда мешаванд. Тухмҳо дар табақчаҳои 10-л (дарозӣ 39,6 см, паҳнӣ 28,8 см, баландӣ 16,8 см), ки хоки регдор бо 2% моддаҳои органикӣ доштанд, кошта шуданд. Дар ҳар табақча панҷ тухми пешакӣ сабзида шинонда шуданд. Паллетҳо дар гармхонаи Факултети илмҳои кишоварзии Донишгоҳи миллии Колумбия, кампуси Богота (43°50′56″ N, 74°04′051″ W), дар баландии 2556 м аз сатҳи баҳр (asl) ҷойгир карда шуданд. м.) ва аз октябр то декабри соли 2019 гузаронида шуданд. Як таҷриба (Федерроз 67) ва як таҷриба (Федерроз 2000) дар ҳамон мавсими соли 2020.
Шароити муҳити зист дар гармхона дар давоми ҳар як мавсими кишт чунин аст: ҳарорати рӯзона ва шабона 30/25°C, намии нисбӣ 60~80%, фотопериоди табиӣ 12 соат (радиатсияи фаъоли фотосинтетикӣ 1500 мкмол (фотонҳо) м-2 с-). 1 нисфирӯзӣ). Растаниҳо мувофиқи миқдори ҳар як унсур 20 рӯз пас аз пайдоиши тухмӣ (DAE) нуриҳо дода шуданд, мувофиқи маълумоти Санчес-Рейносо ва дигарон (2019): 670 мг нитроген барои як растанӣ, 110 мг фосфор барои як растанӣ, 350 мг калий барои як растанӣ, 68 мг калсий барои як растанӣ, 20 мг магний барои як растанӣ, 20 мг сулфур барои як растанӣ, 17 мг кремний барои як растанӣ. Растаниҳо дар як растанӣ 10 мг бор, 17 мг мис барои як растанӣ ва 44 мг руҳ барои як растанӣ доранд. Растаниҳои биринҷ дар ҳар як таҷриба, вақте ки онҳо дар ин давра ба марҳилаи фенологии V5 расиданд, то 47 DAE нигоҳ дошта шуданд. Таҳқиқоти қаблӣ нишон доданд, ки ин марҳилаи фенологӣ вақти муносиб барои гузаронидани таҳқиқоти стресси гармӣ дар биринҷ аст (Sánchez-Reinoso et al., 2014; Alvarado-Sanabria et al., 2017).
Дар ҳар як таҷриба, ду истифодаи алоҳидаи танзимгари афзоиши барг анҷом дода шуд. Маҷмӯи аввали пошидани фитогормони баргҳо 5 рӯз пеш аз коркарди гармии стресс (42 DAE) барои омода кардани растаниҳо барои стресси экологӣ истифода шуд. Сипас, пошидани дуюми баргҳо 5 рӯз пас аз дучор шудан ба шароити стресс (52 DAE) дода шуд. Чор фитогормон истифода шуданд ва хосиятҳои ҳар як ҷузъи фаъоли пошидашуда дар ин таҳқиқот дар Ҷадвали иловагии 1 оварда шудаанд. Консентратсияи танзимгарони афзоиши баргҳо чунин буданд: (i) Ауксин (кислотаи 1-нафтиласетикӣ: NAA) дар консентратсияи 5 × 10−5 M (ii) 5 × 10–5 M гиббереллин (кислотаи гибберелликӣ: NAA); GA3); (iii) Цитокинин (транс-зеатин) 1 × 10-5 M (iv) Брассиностероидҳо [Спиростан-6-он, 3,5-дигидрокси-, (3b,5a,25R)] 5 × 10-5; M. Ин консентратсияҳо интихоб карда шуданд, зеро онҳо вокунишҳои мусбатро ба вуҷуд меоранд ва муқовимати растаниро ба стресси гармӣ зиёд мекунанд (Захир ва дигарон, 2001; Вен ва дигарон, 2010; Эл-Бассиони ва дигарон, 2012; Салеҳифар ва дигарон, 2017). Растаниҳои шолӣ, ки ягон дорупошии танзимгари афзоиши растанӣ надоштанд, танҳо бо оби тозашуда коркард карда шуданд. Ҳамаи растаниҳои шолӣ бо дорупошии дастӣ пошида шуданд. Барои нам кардани сатҳҳои болоӣ ва поёнии баргҳо ба растанӣ 20 мл H2O молед. Ҳама дорупошиҳои баргҳо бо адъювантҳои кишоварзӣ (Agrotin, Bayer CropScience, Колумбия) бо 0,1% (v/v) истифода мешуданд. Масофаи байни дег ва дорупош 30 см аст.
5 рӯз пас аз аввалин пошидани баргҳо (47 DAE) дар ҳар як таҷриба коркарди стресси гармӣ анҷом дода шуд. Растаниҳои биринҷ аз гармхона ба камераи парвариши 294 литр (MLR-351H, Санё, Иллинойс, ИМА) интиқол дода шуданд, то стресси гармӣ муқаррар карда шавад ё ҳамон шароити муҳити зист нигоҳ дошта шавад (47 DAE). Коркарди якҷояи стресси гармӣ бо роҳи муқаррар кардани камера ба ҳарорати зерини рӯзона/шабона анҷом дода шуд: ҳарорати баланди рӯзона [40°C барои 5 соат (аз соати 11:00 то 16:00)] ва давраи шабона [30°C барои 5 соат]. 8 рӯз пай дар пай (аз соати 19:00 то 24:00). Ҳарорати стресс ва вақти таъсир дар асоси таҳқиқоти қаблӣ интихоб карда шуданд (Sánchez-Reynoso et al. 2014; Alvarado-Sanabría et al. 2017). Аз тарафи дигар, як гурӯҳи растаниҳои ба камераи афзоиш интиқолдодашуда дар гармхона дар ҳамон ҳарорат (рӯзона 30°C / шабона 25°C) барои 8 рӯзи пайдарпай нигоҳ дошта шуданд.
Дар охири таҷриба, гурӯҳҳои зерини табобатӣ ба даст оварда шуданд: (i) шароити ҳарорати афзоиш + истифодаи оби тозашуда [Назорати мутлақ (AC)], (ii) ҳолати стресси гармӣ + истифодаи оби тозашуда [Назорати стресси гармӣ (SC)], (iii) шароити стресси гармӣ + истифодаи ауксин (AUX), (iv) ҳолати стресси гармӣ + истифодаи гиббереллин (GA), (v) ҳолати стресси гармӣ + истифодаи цитокинин (CK) ва (vi) ҳолати стресси гармӣ + брассиностероид (BR). Ин гурӯҳҳои табобатӣ барои ду генотип (F67 ва F2000) истифода шуданд. Ҳамаи табобатҳо дар як тарҳи комилан тасодуфӣ бо панҷ такрор, ки ҳар кадоме аз як растанӣ иборат буд, анҷом дода шуданд. Ҳар як растанӣ барои хондани тағирёбандаҳое, ки дар охири таҷриба муайян карда шудаанд, истифода шуд. Таҷриба 55 DAE давом кард.
Ноқилияти стоматологӣ (gs) бо истифода аз порозометри сайёр (SC-1, METER Group Inc., ИМА), ки аз 0 то 1000 ммоль м-2 с-1 бо сӯрохии камераи намунавӣ 6.35 мм чен карда шуд. Андозагирӣ бо пайваст кардани зонди стоматометр ба барги пухта бо навдаи асосии растанӣ пурра васеъ кардашуда анҷом дода мешавад. Барои ҳар як коркард, нишондиҳандаҳои gs дар се барги ҳар як растанӣ аз соати 11:00 то 16:00 гирифта шуда, ба ҳисоби миёна ҳисоб карда шуданд.
RWC мувофиқи усули тавсифкардаи Ғулом ва ҳамкорон (2002) муайян карда шуд. Варақаи пурра васеъшуда, ки барои муайян кардани g истифода мешуд, инчунин барои чен кардани RWC истифода мешуд. Вазни тару тоза (FW) фавран пас аз ҷамъоварӣ бо истифода аз тарозуи рақамӣ муайян карда шуд. Сипас баргҳо дар зарфи пластикии пур аз об ҷойгир карда шуданд ва дар ҳарорати хонагӣ (22°C) барои 48 соат дар торик гузошта шуданд. Сипас дар тарозуи рақамӣ вазн кунед ва вазни васеъшударо (TW) сабт кунед. Баргҳои варамкарда дар танӯр дар ҳарорати 75°C барои 48 соат хушк карда шуданд ва вазни хушки онҳо (DW) сабт карда шуд.
Миқдори нисбии хлорофилл бо истифода аз метри хлорофилл (atLeafmeter, FT Green LLC, ИМА) муайян карда шуд ва бо воҳидҳои atLeaf ифода карда шуд (Dey et al., 2016). Нишондиҳандаҳои максималии самаранокии квантии PSII (таносуби Fv/Fm) бо истифода аз флуориметри хлорофиллии ангезиши пайваста (Handy PEA, Hansatech Instruments, UK) сабт карда шуданд. Пеш аз андозагирии Fv/Fm баргҳо бо истифода аз фишангҳои барг барои 20 дақиқа ба торик мутобиқ карда шуданд (Restrepo-Diaz ва Garces-Varon, 2013). Пас аз он ки баргҳо торик шуданд, хатти асосӣ (F0) ва флуоресценсияи максималӣ (Fm) чен карда шуданд. Аз ин маълумот, флуоресценсияи тағйирёбанда (Fv = Fm – F0), таносуби флуоресценсияи тағйирёбанда ба флуоресценсияи максималӣ (Fv/Fm), ҳосили максималии квантии фотохимияи PSII (Fv/F0) ва таносуби Fm/F0 ҳисоб карда шуданд (Baker, 2008; Lee et al., 2017). Хонишҳои нисбии флуоресценсияи хлорофилл ва хлорофилл дар ҳамон баргҳое, ки барои андозагириҳои gs истифода мешуданд, гирифта шуданд.
Тақрибан 800 мг вазни тару тозаи барг ҳамчун тағирёбандаҳои биохимиявӣ ҷамъоварӣ карда шуд. Сипас намунаҳои барг дар нитрогени моеъ гомогенизатсия карда шуданд ва барои таҳлили минбаъда нигоҳ дошта шуданд. Усули спектрометрӣ, ки барои арзёбии миқдори хлорофилл a, b ва каротиноидҳои бофта истифода мешуд, ба усул ва муодилаҳои тавсифкардаи Wellburn (1994) асос ёфтааст. Намунаҳои бофтаи барг (30 мг) дар 3 мл ацетони 80% ҷамъоварӣ ва гомогенизатсия карда шуданд. Сипас намунаҳо бо суръати 5000 чархзанӣ барои 10 дақиқа барои тоза кардани зарраҳо сентрифуга карда шуданд (модели 420101, Becton Dickinson Primary Care Diagnostics, ИМА). Қисми болоии об бо илова кардани 80% ацетон то ҳаҷми ниҳоии 6 мл об карда шуд (Sims and Gamon, 2002). Миқдори хлорофилл дар 663 (хлорофилл a) ва 646 (хлорофилл b) нм ва каротиноидҳо дар 470 нм бо истифода аз спектрофотометр (Spectronic BioMate 3 UV-vis, Thermo, ИМА) муайян карда шуд.
Барои арзёбии пероксидатсияи липидҳои мембрана (MDA) усули тиобарбитурикӣ (TBA), ки аз ҷониби Hodges et al. (1999) тавсиф шудааст, истифода шуд. Тақрибан 0,3 г бофтаи барг низ дар нитрогени моеъ гомогенизатсия карда шуд. Намунаҳо бо суръати 5000 rpm сентрифуга карда шуданд ва ҷаббиш дар спектрофотометр дар 440, 532 ва 600 нм чен карда шуд. Дар ниҳоят, консентратсияи MDA бо истифода аз коэффитсиенти хомӯшшавӣ (157 M mL−1) ҳисоб карда шуд.
Миқдори пролин дар ҳама коркардҳо бо истифода аз усули тавсифкардаи Бейтс ва ҳамкорон (1973) муайян карда шуд. Ба намунаи нигоҳдошташуда 10 мл маҳлули обии 3%-и кислотаи сулфосалицилӣ илова кунед ва тавассути коғази филтри Ватман (№ 2) филтр кунед. Сипас, 2 мл ин филтрат бо 2 мл кислотаи нингидрик ва 2 мл кислотаи сиркои яхӣ реаксия карда шуд. Омехта дар ваннаи обӣ дар ҳарорати 90°C барои 1 соат ҷойгир карда шуд. Реаксияро бо инкубатсия дар ях қатъ кунед. Тюбикро бо истифода аз ларзиши вортекс сахт ҷунбонед ва маҳлули ҳосилшударо дар 4 мл толуол ҳал кунед. Хонишҳои ҷаббида дар 520 нм бо истифода аз ҳамон спектрофотометре, ки барои чен кардани пигментҳои фотосинтетикӣ истифода мешавад (Spectronic BioMate 3 UV-Vis, Thermo, Madison, WI, ИМА) муайян карда шуданд.
Усули аз ҷониби Герхардс ва ҳамкорон (2016) тавсифшуда барои ҳисоб кардани ҳарорати соябон ва CSI. Аксҳои гармӣ бо камераи FLIR 2 (FLIR Systems Inc., Бостон, MA, ИМА) бо дақиқии ±2°C дар охири давраи стресс гирифта шуданд. Барои аксбардорӣ сатҳи сафедро дар паси растанӣ ҷойгир кунед. Боз ҳам, ду корхона ҳамчун модели истинодӣ баррасӣ шуданд. Растаниҳо дар сатҳи сафед ҷойгир карда шуданд; яке бо адъювантҳои кишоварзӣ (Agrotin, Bayer CropScience, Богота, Колумбия) пӯшонида шуда буд, то кушодашавии ҳамаи устухонҳоро тақлид кунад [ҳолати тар (Twet)] ва дигаре барг бе ягон истифода буд [ҳолати хушк (Tdry)] (Castro-Duque ва ҳамкорон, 2020). Масофаи байни камера ва дег ҳангоми наворбардорӣ 1 м буд.
Индекси таҳаммулпазирии нисбӣ ба таври ғайримустақим бо истифода аз гузаронандагии стоматологӣ (gs)-и растаниҳои коркардшуда дар муқоиса бо растаниҳои назоратӣ (растаниҳо бидуни табобати стресс ва бо танзимгарони афзоиш истифодашуда) барои муайян кардани таҳаммулпазирии генотипҳои коркардшуда, ки дар ин тадқиқот арзёбӣ шудаанд, ҳисоб карда шуд. RTI бо истифода аз муодилаи мутобиқшуда аз Чавес-Ариас ва дигарон (2020) ба даст оварда шуд.
Дар ҳар як таҷриба, ҳамаи тағирёбандаҳои физиологии дар боло зикршуда бо истифода аз баргҳои пурра васеъшуда, ки аз соябони болоӣ ҷамъоварӣ шудаанд, дар 55 DAE муайян ва сабт карда шуданд. Илова бар ин, андозагирӣ дар камераи афзоиш анҷом дода шуд, то аз тағирёбии шароити муҳити зисте, ки растаниҳо дар он мерӯянд, пешгирӣ карда шавад.
Маълумот аз таҷрибаҳои аввал ва дуюм якҷоя ҳамчун як силсила таҷрибаҳо таҳлил карда шуданд. Ҳар як гурӯҳи таҷрибавӣ аз 5 растанӣ иборат буд ва ҳар як растанӣ як воҳиди таҷрибавӣ буд. Таҳлили дисперсия (ANOVA) гузаронида шуд (P ≤ 0.05). Вақте ки фарқиятҳои назаррас ошкор карда шуданд, санҷиши муқоисавии Tukey post hoc дар P ≤ 0.05 истифода шуд. Барои табдил додани арзишҳои фоизӣ аз функсияи арксинус истифода баред. Маълумот бо истифода аз нармафзори Statistix v 9.0 (Software Analytical, Таллахасси, Флорида, ИМА) таҳлил карда шуданд ва бо истифода аз SigmaPlot (версияи 10.0; Systat Software, Сан-Хосе, Калифорния, ИМА) график карда шуданд. Таҳлили ҷузъҳои асосӣ бо истифода аз нармафзори InfoStat 2016 (Software Analysis, Донишгоҳи миллии Кордоба, Аргентина) барои муайян кардани беҳтарин танзимгарони афзоиши растаниҳои мавриди таҳқиқ анҷом дода шуд.
Дар Ҷадвали 1 ANOVA ҷамъбаст шудааст, ки таҷрибаҳо, табобатҳои гуногун ва таъсири мутақобилаи онҳоро бо пигментҳои фотосинтетикии барг (хлорофилл a, b, умумӣ ва каротиноидҳо), миқдори малониалдегид (MDA) ва пролин ва гузаронандагии стоматологӣ нишон медиҳад. Таъсири gs, миқдори нисбии об. (RWC), миқдори хлорофилл, параметрҳои флуоресценсияи хлорофилл алфа, ҳарорати тоҷ (PCT) (°C), индекси стресси зироат (CSI) ва индекси таҳаммулпазирии нисбии растаниҳои биринҷ дар 55 DAE.
Ҷадвали 1. Хулосаи маълумоти ANOVA оид ба тағйирёбандаҳои физиологӣ ва биохимиявии биринҷ байни таҷрибаҳо (генотипҳо) ва коркарди стресси гармӣ.
Тафовутҳо (P≤0.01) дар таъсири мутақобилаи пигментҳои фотосинтезии барг, миқдори нисбии хлорофилл (хонишҳои Atleaf) ва параметрҳои флуоресценсияи алфа-хлорофилл байни таҷрибаҳо ва табобатҳо дар Ҷадвали 2 нишон дода шудаанд. Ҳарорати баланди рӯзона ва шабона миқдори умумии хлорофилл ва каротиноидҳоро афзоиш дод. Ниҳолҳои шолӣ, ки бе ягон пошидани баргҳои фитогормонҳо (2.36 мг г-1 барои "F67" ва 2.56 мг г-1 барои "F2000") дар муқоиса бо растаниҳое, ки дар шароити ҳарорати оптималӣ парвариш карда шудаанд (2.67 мг г-1)) миқдори умумии хлорофиллро пасттар нишон доданд. Дар ҳарду таҷриба, "F67" 2.80 мг г-1 ва "F2000" 2.80 мг г-1 буданд. Илова бар ин, ниҳолҳои шолӣ, ки бо якҷоя кардани пошидани AUX ва GA дар зери фишори гармӣ коркард шудаанд, инчунин коҳиши миқдори хлорофиллро дар ҳарду генотип нишон доданд (AUX = 1.96 мг г-1 ва GA = 1.45 мг г-1 барои "F67"; AUX = 1.96 мг г-1 ва GA = 1.45 мг г-1 барои "F67"; AUX = 2.24 мг) g-1 ва GA = 1.43 мг г-1 (барои "F2000"). Дар шароити фишори гармӣ, коркарди барг бо BR боиси афзоиши ночизи ин тағирёбанда дар ҳарду генотип гардид. Ниҳоят, пошидани барг бо CK дар байни ҳама табобатҳо (табобатҳои AUX, GA, BR, SC ва AC) дар генотипҳои F67 (3.24 мг г-1) ва F2000 (3.65 мг г-1) баландтарин арзишҳои пигментҳои фотосинтетикиро нишон дод. Миқдори нисбии хлорофилл (воҳиди Атлиф) низ аз ҷониби стресси гармии якҷоя коҳиш ёфт. Арзишҳои баландтарин инчунин дар растаниҳое, ки бо CC пошида шудаанд, дар ҳарду генотип сабт шудаанд (41.66 барои "F67" ва 49.30 барои "F2000"). Таносубҳои Fv ва Fv/Fm фарқиятҳои назаррасро байни табобат ва навъҳо нишон доданд (Ҷадвали 2). Умуман, дар байни ин тағирёбандаҳо, навъҳои F67 нисбат ба навъҳои F2000 ба стресси гармӣ камтар осебпазир буданд. Таносубҳои Fv ва Fv/Fm дар таҷрибаи дуюм бештар азият кашиданд. Ниҳолҳои 'F2000', ки бо ягон фитогормон пошида нашудаанд, пасттарин арзишҳои Fv (2120.15) ва таносубҳои Fv/Fm (0.59) доштанд, аммо пошидани баргҳо бо CK ба барқарор кардани ин арзишҳо мусоидат кард (Fv: 2591, 89, таносуби Fv/Fm: 0.73). , ки ба нишондиҳандаҳои монанд ба онҳое, ки дар растаниҳои "F2000" дар шароити ҳарорати оптималӣ парвариш карда шудаанд (Fv: 2955.35, таносуби Fv/Fm: 0.73:0.72) сабт шудаанд, гирифта шудааст. Дар флуоресценсияи ибтидоӣ (F0), флуоресценсияи ҳадди аксар (Fm), ҳосили максималии фотохимиявии квантии PSII (Fv/F0) ва таносуби Fm/F0 фарқиятҳои назаррас вуҷуд надоштанд. Ниҳоят, BR тамоюли монандро нишон дод, ки бо CK мушоҳида шудааст (Fv 2545.06, таносуби Fv/Fm 0.73).
Ҷадвали 2. Таъсири стресси гармии якҷоя (40°/30°C рӯзона/шабона) ба пигментҳои фотосинтетикии барг [хлорофиллҳои умумӣ (Chl Total), хлорофилл a (Chl a), хлорофилл b (Chl b) ва каротиноидҳои Cx+c] таъсири], миқдори нисбии хлорофилл (воҳиди Атлифф), параметрҳои флуоресценсияи хлорофилл (флуоресценсияи ибтидоӣ (F0), флуоресценсияи ҳадди аксар (Fm), флуоресценсияи тағйирёбанда (Fv), самаранокии максималии PSII (Fv/Fm), ҳосили максималии квантии фотохимиявии PSII (Fv/F0) ва Fm/F0 дар растаниҳои ду генотипи биринҷ [Federrose 67 (F67) ва Federrose 2000 (F2000)] 55 рӯз пас аз пайдоиш (DAE)).
Миқдори нисбии об (RWC)-и растаниҳои шолии коркардшуда бо усули гуногун фарқиятҳоро (P ≤ 0.05) дар таъсири мутақобилаи байни табобатҳои таҷрибавӣ ва баргӣ нишон дод (Расми 1A). Ҳангоми коркард бо SA, арзишҳои пасттарин барои ҳарду генотип сабт шуданд (74.01% барои F67 ва 76.6% барои F2000). Дар шароити стресси гармӣ, RWC-и растаниҳои шолии ҳарду генотип, ки бо фитогормонҳои гуногун табобат карда шудаанд, ба таври назаррас афзоиш ёфт. Умуман, истифодаи баргҳои CK, GA, AUX ё BR RWC-ро то арзишҳои монанд ба арзишҳои растаниҳои парваришшуда дар шароити оптималӣ дар давоми таҷриба афзоиш дод. Растаниҳои назорати мутлақ ва пошидани баргҳо арзишҳои тақрибан 83% барои ҳарду генотипро сабт карданд. Аз тарафи дигар, gs низ дар таъсири мутақобилаи таҷриба-табобат фарқиятҳои назаррас (P ≤ 0.01) нишон дод (Расми 1B). Растании назорати мутлақ (AC) инчунин барои ҳар як генотип арзишҳои баландтаринро сабт кард (440.65 ммоль м-2s-1 барои F67 ва 511.02 ммоль м-2s-1 барои F2000). Растаниҳои шолӣ, ки танҳо ба стресси гармии якҷоя дучор шуданд, арзишҳои пасттарини gs-ро барои ҳарду генотип нишон доданд (150.60 ммоль м-2s-1 барои F67 ва 171.32 ммоль м-2s-1 барои F2000). Коркарди баргҳо бо ҳама танзимгарони афзоиши растанӣ низ g-ро зиёд кард. Дар растаниҳои шолии F2000, ки бо CC пошида шуда буданд, таъсири пошидани баргҳо бо фитогормонҳо равшантар буд. Ин гурӯҳи растаниҳо дар муқоиса бо растаниҳои назорати мутлақ (AC 511.02 ва CC 499.25 ммоль м-2s-1) ҳеҷ фарқияте нишон надоданд.
Расми 1. Таъсири стресси гармии якҷоя (40°/30°C рӯзона/шабона) ба миқдори нисбии об (RWC) (A), гузаронандагии стоматологӣ (gs) (B), истеҳсоли малонидиалдегид (MDA) (C) ва миқдори пролин. (D) дар растаниҳои ду генотипи биринҷ (F67 ва F2000) дар 55 рӯзи пас аз пайдоиш (DAE). Табобатҳое, ки барои ҳар як генотип арзёбӣ шудаанд, инҳоро дар бар мегирифтанд: назорати мутлақ (AC), назорати стресси гармӣ (SC), стресси гармӣ + ауксин (AUX), стресси гармӣ + гиббереллин (GA), стресси гармӣ + митогени ҳуҷайра (CK) ва стресси гармӣ + брассиностероид. (BR). Ҳар як сутун миёнаи ± хатои стандартии панҷ нуқтаи додаро нишон медиҳад (n = 5). Сутунҳое, ки пас аз ҳарфҳои гуногун меоянд, фарқиятҳои аз ҷиҳати оморӣ муҳимро мувофиқи санҷиши Туки нишон медиҳанд (P ≤ 0.05). Ҳарфҳо бо аломати баробар нишон медиҳанд, ки миёна аз ҷиҳати оморӣ аҳамият надорад (≤ 0.05).
Миқдори MDA (P ≤ 0.01) ва пролин (P ≤ 0.01) низ фарқиятҳои назаррасро дар таъсири мутақобилаи байни табобатҳои таҷрибавӣ ва фитогормонӣ нишон доданд (Расми 1C, D). Афзоиши пероксидатсияи липидҳо ҳангоми табобати SC дар ҳарду генотип мушоҳида шуд (Расми 1C), аммо растаниҳое, ки бо дорупошии танзимгари афзоиши баргҳо коркард шудаанд, дар ҳарду генотип пероксидатсияи липидҳоро коҳиш доданд; Умуман, истифодаи фитогормонҳо (CA, AUC, BR ё GA) боиси коҳиши пероксидатсияи липидҳо (миқдори MDA) мегардад. Байни растаниҳои AC бо ду генотип ва растаниҳое, ки зери фишори гармӣ қарор доранд ва бо фитогормонҳо пошида шудаанд, ягон фарқият мушоҳида нашуд (арзишҳои мушоҳидашудаи FW дар растаниҳои "F67" аз 4.38–6.77 мкмол г-1 ва дар растаниҳои "F2000" аз "арзишҳои мушоҳидашуда аз 2.84 то 9.18 мкмол г-1" (растаниҳо) буданд). Аз тарафи дигар, синтези пролин дар растаниҳои "F67" нисбат ба растаниҳои "F2000" дар зери фишори якҷоя пасттар буд, ки боиси афзоиши истеҳсоли пролин гардид. Дар растаниҳои биринҷи зери фишори гармӣ, дар ҳарду таҷриба мушоҳида шуд, ки ворид кардани ин гормонҳо миқдори аминокислотаҳои растаниҳои F2000-ро ба таври назаррас афзоиш додааст (AUX ва BR мутаносибан 30.44 ва 18.34 мкмол г-1 буданд) (Расми 1G).
Таъсири пошидани танзимгари афзоиши растании барг ва фишори гармии якҷоя ба ҳарорати тоқи растанӣ ва индекси таҳаммулпазирии нисбӣ (RTI) дар расмҳои 2A ва B нишон дода шудааст. Барои ҳарду генотип, ҳарорати тоқи растаниҳои AC ба 27°C наздик буд ва растаниҳои SC тақрибан 28°C буд. БО. Ҳамчунин мушоҳида шуд, ки коркарди барг бо CK ва BR боиси коҳиши ҳарорати тоқи нисбат ба растаниҳои SC ба 2-3°C гардид (Расми 2A). RTI рафтори монандро ба дигар тағирёбандаҳои физиологӣ нишон дод ва фарқиятҳои назаррасро (P ≤ 0.01) дар таъсири мутақобилаи байни таҷриба ва табобат нишон дод (Расми 2B). Растаниҳои SC таҳаммулпазирии пасттари растаниро дар ҳарду генотип нишон доданд (мутаносибан 34.18% ва 33.52% барои растаниҳои биринҷи "F67" ва "F2000"). Ғизодиҳии барг бо фитогормонҳо RTI-ро дар растаниҳое, ки ба стресси ҳарорати баланд дучор мешаванд, беҳтар мекунад. Ин таъсир дар растаниҳои "F2000", ки бо CC пошида шудаанд, бештар намоён буд, ки дар он RTI 97.69 буд. Аз тарафи дигар, фарқиятҳои назаррас танҳо дар индекси стресси ҳосил (CSI)-и растаниҳои шолӣ дар шароити стресси пошидани омили барг мушоҳида шуданд (P ≤ 0.01) (Расми 2B). Танҳо растаниҳои шолӣ, ки ба стресси гармии мураккаб дучор шудаанд, арзиши баландтарини индекси стрессро (0.816) нишон доданд. Вақте ки растаниҳои шолӣ бо фитогормонҳои гуногун пошида мешуданд, индекси стресс пасттар буд (арзишҳо аз 0.6 то 0.67). Ниҳоят, растании шолӣ, ки дар шароити оптималӣ парвариш карда мешуд, арзиши 0.138 дошт.
Расми 2. Таъсири стресси гармии якҷоя (40°/30°C рӯзона/шабона) ба ҳарорати тоҷ (A), индекси таҳаммулпазирии нисбӣ (RTI) (B) ва индекси стресси зироат (CSI) (C)-и ду намуди растанӣ. Генотипҳои биринҷи тиҷоратӣ (F67 ва F2000) ба коркарди гуногуни гармӣ дучор шуданд. Коркардҳое, ки барои ҳар як генотип арзёбӣ шудаанд, инҳоро дар бар мегирифтанд: назорати мутлақ (AC), назорати стресси гармӣ (SC), стресси гармӣ + ауксин (AUX), стресси гармӣ + гиббереллин (GA), стресси гармӣ + митогени ҳуҷайра (CK) ва стресси гармӣ + брассиностероид. (BR). Стресси гармии якҷоя таъсири растаниҳои биринҷро ба ҳарорати баланди рӯзона/шабона (40°/30°C рӯзона/шабона) дар бар мегирад. Ҳар як сутун миёнаи ± хатои стандартии панҷ нуқтаи додаро нишон медиҳад (n = 5). Сутунҳое, ки пас аз онҳо ҳарфҳои гуногун меоянд, мувофиқи санҷиши Туки фарқиятҳои аз ҷиҳати оморӣ муҳимро нишон медиҳанд (P ≤ 0.05). Ҳарфҳо бо аломати баробар нишон медиҳанд, ки миёна аз ҷиҳати оморӣ аҳамият надорад (≤ 0.05).
Таҳлили ҷузъҳои асосӣ (PCA) нишон дод, ки тағирёбандаҳои дар 55 DAE арзёбӣшуда 66,1% вокунишҳои физиологӣ ва биохимиявии растаниҳои биринҷии зери фишори гармӣ қарордоштаро, ки бо дорупошии танзимгари афзоиш коркард шудаанд, шарҳ доданд (Расми 3). Векторҳо тағирёбандаҳоро ва нуқтаҳо танзимгарони афзоиши растаниро (GRs) ифода мекунанд. Векторҳои gs, миқдори хлорофилл, самаранокии максималии квантии PSII (Fv/Fm) ва параметрҳои биохимиявӣ (TChl, MDA ва пролин) дар кунҷҳои наздик ба пайдоиш ҷойгиранд, ки ин нишон медиҳад, ки байни рафтори физиологии растаниҳо ва онҳо. тағйирёбанда. Як гурӯҳ (V) ниҳолҳои биринҷро дар бар мегирифт, ки дар ҳарорати оптималӣ (AT) парвариш карда шудаанд ва растаниҳои F2000, ки бо CK ва BA коркард шудаанд. Дар айни замон, аксарияти растаниҳое, ки бо GR коркард шудаанд, гурӯҳи алоҳида (IV)-ро ташкил доданд ва коркард бо GA дар F2000 гурӯҳи алоҳида (II)-ро ташкил дод. Баръакс, ниҳолҳои шолии зери стресси гармӣ қарордошта (гурӯҳҳои I ва III) бе ягон пошидани фитогормонҳои барг (ҳарду генотип SC буданд) дар минтақаи муқобили гурӯҳи V ҷойгир буданд, ки таъсири стресси гармиро ба физиологияи растанӣ нишон медиҳад.
Расми 3. Таҳлили биографии таъсири стресси гармии якҷоя (40°/30°C рӯзона/шабона) ба растаниҳои ду генотипи биринҷ (F67 ва F2000) дар 55 рӯзи пас аз пайдоиш (DAE). Ихтисорот: AC F67, назорати мутлақ F67; SC F67, назорати фишори гармӣ F67; AUX F67, стресси гармӣ + ауксин F67; GA F67, стресси гармӣ + гиббереллин F67; CK F67, стресси гармӣ + тақсимоти ҳуҷайра BR F67, стресси гармӣ + брассиностероид. F67; AC F2000, назорати мутлақ F2000; SC F2000, назорати стресси гармӣ F2000; AUX F2000, стресси гармӣ + ауксин F2000; GA F2000, стресси гармӣ + гиббереллин F2000; CK F2000, стресси гармӣ + цитокинин, BR F2000, стресси гармӣ + стероиди биринҷӣ; F2000.
Тағйирёбандаҳо ба монанди миқдори хлорофилл, гузаронандагии стоматалӣ, таносуби Fv/Fm, CSI, MDA, RTI ва миқдори пролин метавонанд ба фаҳмидани мутобиқшавии генотипҳои биринҷ ва арзёбии таъсири стратегияҳои агрономӣ дар зери стресси гармӣ кумак кунанд (Sarsu et al., 2018; Quintero-Calderon et al., 2021). Ҳадафи ин таҷриба арзёбии таъсири истифодаи чор танзимгари афзоиш ба параметрҳои физиологӣ ва биохимиявии ниҳолҳои биринҷ дар шароити мураккаби стресси гармӣ буд. Санҷиши ниҳолҳо як усули оддӣ ва зуд барои арзёбии ҳамзамони растаниҳои биринҷ вобаста ба андоза ё ҳолати инфрасохтори мавҷуда мебошад (Sarsu et al. 2018). Натиҷаҳои ин таҳқиқот нишон доданд, ки стресси гармии якҷоя вокунишҳои гуногуни физиологӣ ва биохимиявиро дар ду генотипи биринҷ ба вуҷуд меорад, ки раванди мутобиқшавиро нишон медиҳад. Ин натиҷаҳо инчунин нишон медиҳанд, ки пошидани танзимгари афзоиши баргҳо (асосан ситокининҳо ва брассиностероидҳо) ба биринҷ барои мутобиқ шудан ба стресси гармии мураккаб кӯмак мекунад, зеро афзалият асосан ба gs, RWC, таносуби Fv/Fm, пигментҳои фотосинтетикӣ ва миқдори пролин таъсир мерасонад.
Истифодаи танзимгарони афзоиш ба беҳтар шудани вазъи оби растаниҳои шолӣ дар зери стресси гармӣ мусоидат мекунад, ки метавонад бо стресси баландтар ва ҳарорати пасти тоҷи растаниҳо алоқаманд бошад. Ин таҳқиқот нишон дод, ки дар байни растаниҳои "F2000" (генотипи ҳассос), растаниҳои шолӣ, ки асосан бо CK ё BR коркард шудаанд, нисбат ба растаниҳое, ки бо SC коркард шудаанд, арзишҳои gs баландтар ва арзишҳои PCT пасттар доштанд. Таҳқиқоти қаблӣ инчунин нишон доданд, ки gs ва PCT нишондиҳандаҳои дақиқи физиологӣ мебошанд, ки метавонанд вокуниши мутобиқшавандаи растаниҳои шолӣ ва таъсири стратегияҳои агрономиро ба стресси гармӣ муайян кунанд (Restrepo-Diaz ва Garces-Varon, 2013; Sarsu et al., 2018; Quintero). -Carr DeLong et al., 2021). Барги CK ё BR g-ро дар зери стресс афзоиш медиҳад, зеро ин гормонҳои растанӣ метавонанд кушодашавии стоматалро тавассути таъсири мутақобилаи синтетикӣ бо дигар молекулаҳои сигнализатсия, ба монанди ABA (пешбарандаи басташавии стоматалӣ дар зери стресси абиотикӣ) мусоидат кунанд (Macková et al., 2013; Zhou et al., 2013). 2013). ). , 2014). Кушодашавии стоматалӣ ба хунукшавии барг мусоидат мекунад ва ба паст шудани ҳарорати тоҷ мусоидат мекунад (Sonjaroon et al., 2018; Quintero-Calderón et al., 2021). Аз ин сабабҳо, ҳарорати тоҷҳои растаниҳои шолӣ, ки бо CK ё BR пошида шудаанд, метавонад дар зери стресси гармии якҷоя пасттар бошад.
Стресси ҳарорати баланд метавонад миқдори пигментҳои фотосинтезии баргҳоро коҳиш диҳад (Chen et al., 2017; Ahammed et al., 2018). Дар ин таҳқиқот, вақте ки растаниҳои биринҷ зери стресси гармӣ қарор доштанд ва бо ягон танзимгари афзоиши растанӣ пошида нашуданд, пигментҳои фотосинтезӣ дар ҳарду генотип коҳиш ёфтанд (Ҷадвали 2). Feng et al. (2013) инчунин коҳиши назарраси миқдори хлорофиллро дар баргҳои ду генотипи гандум, ки ба стресси гармӣ дучор шудаанд, гузориш доданд. Таъсири ҳарорати баланд аксар вақт боиси коҳиши миқдори хлорофилл мегардад, ки метавонад аз сабаби коҳиши биосинтези хлорофилл, вайроншавии пигментҳо ё таъсири муштараки онҳо дар зери стресси гармӣ бошад (Fahad et al., 2017). Аммо, растаниҳои биринҷ, ки асосан бо CK ва BA коркард шудаанд, консентратсияи пигментҳои фотосинтезии баргро дар зери стресси гармӣ зиёд карданд. Натиҷаҳои монандро Jespersen and Huang (2015) ва Suchsagunpanit et al. низ гузориш додаанд. (2015), ки пас аз истифодаи зеатин ва гормонҳои эпибрассиностероид дар алафи бентграсс ва биринҷ, ки мутаносибан зери стресси гармӣ қарор доранд, афзоиши миқдори хлорофилл дар баргро мушоҳида карданд. Як шарҳи оқилонаи он, ки чаро CK ва BR дар зери стресси гармии якҷоя афзоиши миқдори хлорофилл дар баргро мусоидат мекунанд, ин аст, ки CK метавонад оғози индуксияи устувори промоутерҳои экспрессияро (масалан, промоутери фаъолкунандаи пиршавӣ (SAG12) ё промоутери HSP18) афзоиш диҳад ва талафоти хлорофиллро дар баргҳо коҳиш диҳад. , пиршавии баргро ба таъхир андозад ва муқовимати растаниро ба гармӣ афзоиш диҳад (Liu et al., 2020). BR метавонад хлорофилл баргро муҳофизат кунад ва миқдори хлорофиллро дар барг тавассути фаъол ё индуксияи синтези ферментҳое, ки дар биосинтези хлорофилл дар шароити стресс иштирок мекунанд, афзоиш диҳад (Sharma et al., 2017; Siddiqui et al., 2018). Ниҳоят, ду фитогормон (CK ва BR) инчунин ифодаи сафедаҳои зарбаи гармиро мусоидат мекунанд ва равандҳои гуногуни мутобиқшавии метаболикӣ, аз қабили афзоиши биосинтези хлорофиллро беҳтар мекунанд (Sharma et al., 2017; Liu et al., 2020).
Параметрҳои флуоресценсияи хлорофилл усули зуд ва ғайривайронкунандаеро фароҳам меоранд, ки метавонанд таҳаммулпазирӣ ё мутобиқшавии растаниро ба шароити стресси абиотикӣ арзёбӣ кунанд (Chaerle et al. 2007; Kalaji et al. 2017). Параметрҳо ба монанди таносуби Fv/Fm ҳамчун нишондиҳандаҳои мутобиқшавии растанӣ ба шароити стресс истифода шудаанд (Alvarado-Sanabria et al. 2017; Chavez-Arias et al. 2020). Дар ин таҳқиқот, растаниҳои SC арзишҳои пасттарини ин тағирёбандаро, асосан растаниҳои биринҷи "F2000"-ро нишон доданд. Yin et al. (2010) инчунин муайян карданд, ки таносуби Fv/Fm-и баргҳои биринҷи баландтарин дар ҳарорати аз 35°C боло ба таври назаррас коҳиш ёфтааст. Мувофиқи маълумоти Feng et al. (2013), таносуби пасттари Fv/Fm дар зери фишори гармӣ нишон медиҳад, ки суръати гирифтани энергияи ангезиш ва табдили маркази реаксияи PSII коҳиш меёбад, ки нишон медиҳад, ки маркази реаксияи PSII дар зери фишори гармӣ пароканда мешавад. Ин мушоҳида ба мо имкон медиҳад, ки хулоса барорем, ки халалдоршавии дастгоҳи фотосинтез дар навъҳои ҳассос (Fedearroz 2000) нисбат ба навъҳои тобовар (Fedearroz 67) бештар ба назар мерасад.
Истифодаи CK ё BR умуман самаранокии PSII-ро дар шароити мураккаби стресси гармӣ беҳтар кард. Натиҷаҳои монандро Сучсагунпанит ва ҳамкорон (2015) ба даст оварданд, ки мушоҳида карданд, ки истифодаи BR самаранокии PSII-ро дар шароити стресси гармӣ дар биринҷ афзоиш медиҳад. Кумар ва ҳамкорон (2020) инчунин муайян карданд, ки растаниҳои нахӯд, ки бо CK (6-бензиладенин) коркард шудаанд ва ба стресси гармӣ дучор шудаанд, таносуби Fv/Fm-ро зиёд карданд ва ба хулосае омаданд, ки истифодаи баргҳои CK бо фаъол кардани давраи пигменти зеаксантин фаъолияти PSII-ро афзоиш медиҳад. Илова бар ин, пошидани барги BR ба фотосинтези PSII дар шароити стресси якҷоя мусоидат кард, ки нишон медиҳад, ки истифодаи ин фитогормон боиси коҳиши парокандагии энергияи антеннаҳои PSII ва ҷамъшавии сафедаҳои хурди зарбаи гармӣ дар хлоропластҳо гардид (Огвено ва ҳамкорон 2008; Котари ва Лаховитз). , 2021).
Миқдори MDA ва пролин аксар вақт ҳангоми зери стресси абиотикӣ қарор доштани растаниҳо дар муқоиса бо растаниҳое, ки дар шароити оптималӣ парвариш карда мешаванд, меафзояд (Alvarado-Sanabria et al. 2017). Таҳқиқоти қаблӣ инчунин нишон доданд, ки сатҳи MDA ва пролин нишондиҳандаҳои биохимиявӣ мебошанд, ки метавонанд барои фаҳмидани раванди мутобиқшавӣ ё таъсири амалияҳои агрономӣ дар биринҷ дар ҳарорати баланди рӯзона ё шабона истифода шаванд (Alvarado-Sanabria et al., 2017; Quintero-Calderón et al. , 2021). Ин таҳқиқот инчунин нишон доданд, ки миқдори MDA ва пролин дар растаниҳои биринҷ, ки шабона ё рӯзона ба ҳарорати баланд дучор мешаванд, бештар аст. Бо вуҷуди ин, пошидани баргҳои CK ва BR ба коҳиши MDA ва афзоиши сатҳи пролин, асосан дар генотипи таҳаммулпазир мусоидат кард (Federroz 67). Пошидани CK метавонад ифодаи аз ҳад зиёди цитокинин оксидаза/дегидрогеназаро афзоиш диҳад ва бо ин васила миқдори пайвастагиҳои муҳофизатӣ, ба монанди бетаин ва пролинро зиёд кунад (Liu et al., 2020). BR ба индуксияи осмопротекторҳо, ба монанди бетаин, қандҳо ва аминокислотаҳо (аз ҷумла пролини озод) мусоидат мекунад ва тавозуни осмотикии ҳуҷайраро дар бисёр шароити номусоиди муҳити зист нигоҳ медорад (Котирӣ ва Лаховиек, 2021).
Индекси стресси зироат (CSI) ва индекси таҳаммулпазирии нисбӣ (RTI) барои муайян кардани он, ки оё табобатҳои арзёбӣшаванда ба коҳиш додани стрессҳои гуногун (абиотикӣ ва биотикӣ) мусоидат мекунанд ва ба физиологияи растанӣ таъсири мусбат мерасонанд, истифода мешаванд (Castro-Duque et al., 2020; Chavez-Arias et al., 2020). Арзишҳои CSI метавонанд аз 0 то 1 бошанд, ки мутаносибан шароити ғайристресс ва стрессро нишон медиҳанд (Lee et al., 2010). Арзишҳои CSI-и растаниҳои зери стресси гармӣ (SC) аз 0.8 то 0.9 буданд (Расми 2B), ки нишон медиҳад, ки растаниҳои шолӣ аз стресси якҷоя таъсири манфӣ гирифтаанд. Аммо, пошидани баргҳои BC (0.6) ё CK (0.6) асосан боиси коҳиши ин нишондиҳанда дар шароити стресси абиотикӣ дар муқоиса бо растаниҳои шолии SC гардид. Дар растаниҳои F2000, RTI ҳангоми истифодаи CA (97.69%) ва BC (60.73%) дар муқоиса бо SA (33.52%) афзоиши бештарро нишон дод, ки нишон медиҳад, ки ин танзимгарони афзоиши растанӣ инчунин ба беҳтар кардани вокуниши биринҷ ба таҳаммулпазирии таркиб мусоидат мекунанд. Гармии аз ҳад зиёд. Ин нишондиҳандаҳо барои идоракунии шароити стресс дар намудҳои гуногун пешниҳод шудаанд. Тадқиқоте, ки аз ҷониби Ли ва дигарон (2010) гузаронида шудааст, нишон дод, ки CSI-и ду навъи пахта дар зери фишори мӯътадили об тақрибан 0.85 буд, дар ҳоле ки арзишҳои CSI-и навъҳои хуб обёришуда аз 0.4 то 0.6 буданд ва ба хулосае омаданд, ки ин индекс нишондиҳандаи мутобиқшавии об ба навъҳо дар шароити стрессӣ мебошад. Ғайр аз ин, Чавез-Ариас ва дигарон (2020) самаранокии эликаторҳои синтетикиро ҳамчун стратегияи ҳамаҷонибаи идоракунии стресс дар растаниҳои C. elegans арзёбӣ карданд ва муайян карданд, ки растаниҳое, ки бо ин пайвастагиҳо пошида шудаанд, RTI-и баландтар (65%) нишон доданд. Бар асоси гуфтаҳои боло, CK ва BR-ро метавон ҳамчун стратегияҳои агрономӣ, ки барои баланд бардоштани таҳаммулпазирии биринҷ ба стресси мураккаби гармӣ равона шудаанд, баррасӣ кард, зеро ин танзимгарони афзоиши растанӣ вокунишҳои мусбати биохимиявӣ ва физиологиро ба вуҷуд меоранд.
Дар чанд соли охир, таҳқиқоти биринҷ дар Колумбия ба арзёбии генотипҳое, ки ба ҳарорати баланди рӯзона ё шабона бо истифода аз хусусиятҳои физиологӣ ё биохимиявӣ тобоваранд, тамаркуз кардааст (Sánchez-Reinoso et al., 2014; Alvarado-Sanabria et al., 2021). Аммо, дар чанд соли охир, таҳлили технологияҳои амалӣ, иқтисодӣ ва фоидаовар барои пешниҳоди идоракунии муттаҳидаи зироатҳо барои беҳтар кардани таъсири давраҳои мураккаби стресси гармӣ дар кишвар аҳамияти бештар пайдо кардааст (Calderón-Páez et al., 2021; Quintero-Calderon et al., 2021). Ҳамин тариқ, вокунишҳои физиологӣ ва биохимиявии растаниҳои биринҷ ба стресси мураккаби гармӣ (40°C рӯзона/30°C шаб), ки дар ин таҳқиқот мушоҳида шудаанд, нишон медиҳанд, ки пошидани баргҳо бо CK ё BR метавонад усули мувофиқи идоракунии зироат барои кам кардани таъсири манфӣ бошад. Таъсири давраҳои стресси гармии мӯътадил. Ин табобатҳо таҳаммулпазирии ҳарду генотипҳои биринҷро (CSI паст ва RTI баланд) беҳтар карданд ва тамоюли умумии вокунишҳои физиологӣ ва биохимиявии растаниро дар зери стресси гармии якҷоя нишон доданд. Вокуниши асосии растаниҳои биринҷ коҳиши миқдори GC, хлорофиллҳои умумӣ, хлорофиллҳои α ва β ва каротиноидҳо буд. Илова бар ин, растаниҳо аз осеби PSII (коҳиш ёфтани параметрҳои флуоресценсияи хлорофилл, ба монанди таносуби Fv/Fm) ва афзоиши пероксидатсияи липидҳо азият мекашанд. Аз тарафи дигар, вақте ки биринҷ бо CK ва BR коркард мешуд, ин таъсироти манфӣ коҳиш ёфтанд ва миқдори пролин афзоиш ёфт (Расми 4).
Расми 4. Модели консептуалии таъсири стресси гармии якҷоя ва дорупошии танзимкунандаи афзоиши растании барг ба растаниҳои шолӣ. Тирҳои сурх ва кабуд таъсири манфӣ ё мусбати таъсири мутақобилаи байни стресси гармӣ ва истифодаи баргҳои BR (брассиностероид) ва CK (цитокинин)-ро мутаносибан ба вокунишҳои физиологӣ ва биохимиявӣ нишон медиҳанд. gs: гузаронандагии стоматологӣ; Chl умумии: миқдори умумии хлорофилл; Chl α: миқдори хлорофилл β; Cx+c: миқдори каротиноид;
Хулоса, вокунишҳои физиологӣ ва биохимиявӣ дар ин таҳқиқот нишон медиҳанд, ки растаниҳои биринҷи Fedearroz 2000 нисбат ба растаниҳои биринҷи Fedearroz 67 ба давраи стресси гармии мураккаб бештар осебпазиранд. Ҳамаи танзимгарони афзоиш, ки дар ин таҳқиқот арзёбӣ шудаанд (ауксинҳо, гиббереллинҳо, ситокининҳо ё брассиностероидҳо) то андозае коҳиши стресси гармии якҷояро нишон доданд. Аммо, ситокинин ва брассиностероидҳо мутобиқшавии беҳтари растаниро ба вуҷуд оварданд, зеро ҳарду танзимгари афзоиши растанӣ миқдори хлорофилл, параметрҳои флуоресценсияи алфа-хлорофилл, gs ва RWC-ро дар муқоиса бо растаниҳои биринҷ бе ягон истифода афзоиш доданд ва инчунин миқдори MDA ва ҳарорати тоҷро коҳиш доданд. Хулоса, мо ба хулосае омадем, ки истифодаи танзимгарони афзоиши растанӣ (ситокининҳо ва брассиностероидҳо) як воситаи муфид дар идоракунии шароити стресс дар зироатҳои биринҷ мебошад, ки аз стресси шадиди гармӣ дар давраҳои ҳарорати баланд ба вуҷуд меоянд.
Маводҳои аслии дар таҳқиқот пешниҳодшуда бо мақола ҳамроҳ карда мешаванд ва саволҳои бештарро метавон ба муаллифи дахлдор равона кард.
Вақти нашр: 08 августи соли 2024