Plantgroeiregulators (PGR's)binne in kosten-effektive manier om plantferdigening ûnder stressomstannichheden te ferbetterjen. Dizze stúdzje ûndersocht it fermogen fan twaPGR's, thiourea (TU) en arginine (Arg), om sâltstress yn weet te ferminderjen. De resultaten lieten sjen dat TU en Arg, foaral as se tegearre brûkt waarden, de plantgroei ûnder sâltstress regelje koene. Harren behannelingen ferhegen de aktiviteiten fan antioxidant-enzymen signifikant, wylst se de nivo's fan reaktive soerstofsoarten (ROS), malondialdehyde (MDA) en relative elektrolytlekkage (REL) yn weetsiedlings fermindere. Derneist fermindere dizze behannelingen de Na+ en Ca2+ konsintraasjes en de Na+/K+ ferhâlding signifikant, wylst de K+ konsintraasje signifikant ferhege waard, wêrtroch't it ion-osmotyske lykwicht bewarre bleau. Wichtiger is dat TU en Arg it chlorofylgehalte, de netto fotosyntezesnelheid en de gasútwikselingssnelheid fan weetsiedlings ûnder sâltstress signifikant ferhegen. TU en Arg, allinich of yn kombinaasje brûkt, koene de opgarjen fan droege stof mei 9,03–47,45% ferheegje, en de tanimming wie it grutst doe't se tegearre brûkt waarden. Konklúzjend beklammet dizze stúdzje dat it behâld fan redokshomeostase en ionbalâns wichtich is foar it ferbetterjen fan planttolerânsje foar sâltstress. Derneist waarden TU en Arg oanrikkemandearre as potinsjele ...plantgroeiregulators,foaral as se tegearre brûkt wurde, om de tarweopbringst te ferbetterjen.
Snelle feroarings yn klimaat en lânboupraktiken fergrutsje de degradaasje fan lânbou-ekosystemen1. Ien fan 'e earnstichste gefolgen is lânfersâlting, dy't de wrâldwide fiedingsfeiligens bedriget2. Fersâlting beynfloedet op it stuit sawat 20% fan it lânbougrûn wrâldwiid, en dit sifer kin tanimme nei 50% yn 20503. Sâlt-alkalistress kin osmotyske stress feroarsaakje yn gewaakswoartels, wat de ionyske lykwicht yn 'e plant fersteurt4. Sokke ûngeunstige omstannichheden kinne ek liede ta fersnelde chlorofylôfbraak, fermindere fotosyntezesnelheden en metabolike steurnissen, wat úteinlik resulteart yn fermindere plantopbringsten5,6. Boppedat is in faak serieus effekt de ferhege generaasje fan reaktive soerstofsoarten (ROS), dy't oksidative skea kinne feroarsaakje oan ferskate biomolekulen, ynklusyf DNA, aaiwiten en lipiden7.
Tarwe (Triticum aestivum) is ien fan 'e wichtichste nôtgewaaksen yn 'e wrâld. It is net allinich it meast ferboude nôtgewaaks, mar ek in wichtich kommersjeel gewaaks8. Tarwe is lykwols gefoelich foar sâlt, wat de groei kin remje, de fysiologyske en biogemyske prosessen fersteure en de opbringst signifikant ferminderje kin. De wichtichste strategyen om de effekten fan sâltstress te ferminderjen omfetsje genetyske modifikaasje en it gebrûk fan plantgroeiregulators. Genetysk modifisearre organismen (GM) binne it gebrûk fan genbewurking en oare techniken om sâlttolerante tarwesoarten te ûntwikkeljen9,10. Oan 'e oare kant ferbetterje plantgroeiregulators de sâlttolerânsje yn tarwe troch fysiologyske aktiviteiten en nivo's fan sâlt-relatearre stoffen te regeljen, wêrtroch stressskea11 wurdt ferminderje. Dizze regulators wurde oer it algemien mear akseptearre en breed brûkt as transgene oanpakken. Se kinne planttolerânsje foar ferskate abiotyske stressfaktoren lykas sâltgehalte, droechte en swiere metalen ferbetterje, en siedkieming, fiedingsstofopname en reproduktive groei befoarderje, wêrtroch de opbringst en kwaliteit fan gewaaksen tanimt.12 Plantgroeiregulators binne krúsjaal foar it garandearjen fan gewaaksgroei en it behâld fan opbringst en kwaliteit fanwegen har miljeufreonlikens, gemak fan gebrûk, kosten-effektiviteit en praktykens. 13 Omdat dizze modulatoren lykwols ferlykbere wurkingsmeganismen hawwe, is it brûken fan ien fan har allinich miskien net effektyf. It finen fan in kombinaasje fan groeiregulators dy't de sâlttolerânsje yn weet kinne ferbetterje, is krúsjaal foar weetferbou ûnder ûngeunstige omstannichheden, wêrtroch't de opbringsten tanimme en fiedingsfeiligens garandearre wurdt.
Der binne gjin stúdzjes dy't it kombineare gebrûk fan TU en Arg ûndersykje. It is ûndúdlik oft dizze ynnovative kombinaasje synergistysk de groei fan weet ûnder sâltstress befoarderje kin. Dêrom wie it doel fan dizze stúdzje om te bepalen oft dizze twa groeiregulators synergistysk de negative effekten fan sâltstress op weet kinne ferminderje. Hjirfoar hawwe wy in koarte-termyn hydroponysk weetsiedlingeksperimint útfierd om de foardielen fan 'e kombineare tapassing fan TU en Arg op weet ûnder sâltstress te ûndersykjen, mei fokus op 'e redoks- en ionenbalâns fan' e planten. Wy hawwe de hypoteze opsteld dat de kombinaasje fan TU en Arg synergistysk koe wurkje om sâltstress-induzearre oksidative skea te ferminderjen en ionenûnbalâns te behearjen, wêrtroch't de sâlttolerânsje yn weet ferbettere wurdt.
It MDA-gehalte fan 'e samples waard bepaald mei de thiobarbiturzuurmetoade. Weagje sekuer 0,1 g farske samplepoeier, ekstrahearje mei 1 ml 10% trichloorazijnzuur foar 10 minuten, sintrifugearje by 10.000 g foar 20 minuten, en sammelje de supernatant. It ekstrakt waard mingd mei in lykweardich folume fan 0,75% thiobarbiturzuur en ynkubearre by 100 °C foar 15 minuten. Nei ynkubaasje waard de supernatant sammele troch sintrifugaasje, en de OD-wearden by 450 nm, 532 nm en 600 nm waarden metten. De MDA-konsintraasje waard as folget berekkene:
Lykas by de 3-dagen behanneling, fergrutte de tapassing fan Arg en Tu ek de antioxidant-enzymeaktiviteiten fan weetsiedlings signifikant ûnder de 6-dagen behanneling. De kombinaasje fan TU en Arg wie noch altyd it effektyfst. Seis dagen nei de behanneling lieten de aktiviteiten fan 'e fjouwer antioxidant-enzymen ûnder ferskate behannelingsomstannichheden lykwols in ôfnimmende trend sjen yn ferliking mei 3 dagen nei de behanneling (Ofbylding 6).
Fotosynteze is de basis fan droege stofopbou yn planten en komt foar yn chloroplasten, dy't ekstreem gefoelich binne foar sâlt. Sâltstress kin liede ta oksidaasje fan it plasmamembraan, fersteuring fan sellulêre osmotyske lykwicht, skea oan 'e ultrastruktuer fan' e chloroplast36, chlorofyldegradaasje feroarsaakje, de aktiviteit fan Calvin-syklusenzymen (ynklusyf Rubisco) ferminderje, en elektronoerdracht fan PS II nei PS I37 ferminderje. Derneist kin sâltstress stomatale sluting feroarsaakje, wêrtroch't de CO2-konsintraasje yn it blêd ferminderet en fotosynteze remt38. Us resultaten befêstigen eardere befiningen dat sâltstress de stomatale konduktânsje yn weet ferminderet, wat resulteart yn in fermindere blêdtranspiraasjesnelheid en intrasellulêre CO2-konsintraasje, wat úteinlik liedt ta in fermindere fotosyntetyske kapasiteit en fermindere biomassa fan weet (Fig. 1 en 3). It is opmerklik dat TU- en Arg-tapassing de fotosyntetyske effisjinsje fan weetplanten ûnder sâltstress koe ferbetterje. De ferbettering fan fotosyntetyske effisjinsje wie foaral signifikant doe't TU en Arg tagelyk waarden tapast (Fig. 3). Dit kin te tankjen wêze oan it feit dat TU en Arg it iepenjen en sluten fan stomata regelje, wêrtroch't de fotosyntetyske effisjinsje ferbettere wurdt, wat stipe wurdt troch eardere stúdzjes. Bygelyks, Bencarti et al. fûnen dat ûnder sâltstress, TU de stomatale konduktânsje, CO2-assimilaasjesnelheid en maksimale kwantumeffisjinsje fan PSII-fotogemy yn Atriplex portulacoides L.39 signifikant ferhege. Hoewol d'r gjin direkte rapporten binne dy't bewize dat Arg it iepenjen en sluten fan stomata kin regelje yn planten dy't bleatsteld binne oan sâltstress, joegen Silveira et al. oan dat Arg gasútwikseling yn blêden kin befoarderje ûnder droechteomstannichheden22.
Gearfetsjend beklammet dizze stúdzje dat nettsjinsteande har ferskillende wurkingsmeganismen en fysyk-gemyske eigenskippen, TU en Arg fergelykbere wjerstân tsjin NaCl-stress kinne leverje yn weetsiedlings, foaral as se tegearre tapast wurde. De tapassing fan TU en Arg kin it antioksidant-enzyme-ferdigeningssysteem fan weetsiedlings aktivearje, it ROS-ynhâld ferminderje en de stabiliteit fan membraanlipiden behâlde, wêrtroch't fotosynteze en Na+/K+ lykwicht yn siedlings behâlden wurde. Dizze stúdzje hat lykwols ek beheiningen; hoewol it synergistyske effekt fan TU en Arg befêstige is en it fysiologyske meganisme oant in bepaalde mjitte útlein is, bliuwt it kompleksere molekulêre meganisme ûndúdlik. Dêrom is fierdere stúdzje fan it synergistyske meganisme fan TU en Arg mei help fan transkriptomyske, metabolomyske en oare metoaden needsaaklik.
De datasets dy't brûkt en/of analysearre binne tidens de hjoeddeiske stúdzje binne op ridlik fersyk beskikber by de oerienkommende auteur.
Pleatsingstiid: 19 maaie 2025