Plöntuvaxtastýringar hafa verið notaðar sem aðferð til að draga úr hitaálagi í ýmsum ræktun

Framleiðsla á hrísgrjónum fer minnkandi vegna loftslagsbreytinga og breytileika í Kólumbíu.Vaxtarstýringar plantnahafa verið notuð sem aðferð til að draga úr hitaálagi í ýmsum ræktun. Þess vegna var markmið þessarar rannsóknar að meta lífeðlisfræðileg áhrif (leiðni í munni, leiðni í munni, heildarblaðgrænuinnihald, Fv/Fm hlutfall tveggja arfgerða af hrísgrjónum sem verða fyrir samsettu hitaálagi (hár dag- og næturhitastig), hitastig tjaldhimins og hlutfallslegt vatnsinnihald) og lífefnafræðilegar breytur (malondialdehýðsýra (MDA)). Fyrsta og önnur tilraunin voru gerðar með því að nota plöntur af tveimur hrísgrjónarfgerðum Federrose 67 ("F67") og Federrose 2000 ("F2000"), í sömu röð. Báðar tilraunirnar voru greindar saman sem röð tilrauna. Stöðugar meðferðir voru sem hér segir: alger stjórnun (AC) (hrísgrjónaplöntur ræktaðar við ákjósanlegt hitastig (dag/næturhitastig 30/25°C)), hitaálagsstýring (SC) [hrísgrjónaplöntur sem aðeins verða fyrir samsettu hitaálagi (40/ 25°C). 30°C)], og hrísgrjónaplöntur voru stressaðar og úðaðar með plöntuvaxtarstillum (stress+AUX, stress+BR, stress+CK eða stress+GA) tvisvar (5 dögum fyrir og 5 dögum eftir hitaálag). Sprautun með SA jók heildar blaðgrænuinnihald beggja afbrigða (fersk þyngd hrísgrjónaplantna „F67″ og „F2000“ var 3,25 og 3,65 mg/g, í sömu röð) samanborið við SC plöntur (fersk þyngd „F67″ plantna var 2,36 og 2,56 g)0 mg og 2,56 g“. Notkun á blöðum á CK bætti einnig almennt munnleiðni „F2000″ hrísgrjónaplantna (499,25 á móti 150,60 mmól m-2 s) samanborið við hitaálagsstýringu. hitaálag, hitastig plöntukórónu lækkar um 2–3 °C og MDA innihald í plöntum lækkar. Hlutfallsleg þolvísitala sýnir að laufnotkun á CK (97,69%) og BR (60,73%) getur hjálpað til við að draga úr vandamálinu við samsettan hita. streita aðallega í F2000 hrísgrjónaplöntum. Að lokum má líta á laufúðun á BR eða CK sem landbúnaðaráætlun til að draga úr neikvæðum áhrifum samsettrar hitaálagsskilyrða á lífeðlisfræðilega hegðun hrísgrjónaplantna.
Hrísgrjón (Oryza sativa) tilheyrir Poaceae fjölskyldunni og er eitt mest ræktaða korn í heiminum ásamt maís og hveiti (Bajaj og Mohanty, 2005). Svæði undir hrísgrjónaræktun er 617.934 hektarar og landsframleiðsla árið 2020 var 2.937.840 tonn með meðaluppskeru 5,02 tonn/ha (Federarroz (Federación Nacional de Arroceros), 2021).
Hlýnun jarðar hefur áhrif á ræktun hrísgrjóna, sem leiðir til ýmiss konar ólífrænna streitu eins og hátt hitastig og þurrkatímabil. Loftslagsbreytingar valda því að hitastig jarðar hækkar; Spáð er að hitastig hækki um 1,0–3,7°C á 21. öld, sem gæti aukið tíðni og styrk hitaálags . Hækkaður umhverfishiti hefur haft áhrif á hrísgrjón, sem veldur því að uppskera hefur minnkað um 6-7%. Á hinn bóginn leiða loftslagsbreytingar einnig til óhagstæðra umhverfisaðstæðna fyrir ræktun, svo sem tímabila með miklum þurrkum eða háum hita í suðrænum og subtropískum svæðum. Að auki geta breytileikaviðburðir eins og El Niño leitt til hitaálags og aukið uppskerutjón á sumum hitabeltissvæðum. Í Kólumbíu er spáð að hitastig á hrísgrjónaframleiðslusvæðum hækki um 2–2,5°C árið 2050, sem dragi úr hrísgrjónaframleiðslu og hafi áhrif á vöruflæði til markaða og aðfangakeðja.
Flest hrísgrjónaræktun er ræktuð á svæðum þar sem hitastig er nálægt ákjósanlegasta bilinu fyrir uppskeruvöxt (Shah o.fl., 2011). Greint hefur verið frá því að ákjósanlegur meðalhiti dag og nótt fyrirvöxtur og þróun hrísgrjónaeru almennt 28°C og 22°C, í sömu röð (Kilasi o.fl., 2018; Calderón-Páez o.fl., 2021). Hitastig yfir þessum viðmiðunarmörkum getur valdið tímabilum með miðlungs til alvarlegu hitaálagi á viðkvæmum stigum þróunar hrísgrjóna (hýðing, söfnun, blómgun og kornfylling) og hefur þar með neikvæð áhrif á kornuppskeru. Þessi lækkun á uppskeru er aðallega vegna langvarandi hitaálags, sem hefur áhrif á lífeðlisfræði plantna. Vegna víxlverkunar ýmissa þátta, svo sem lengd streitu og hámarkshitastigs sem náðst hefur, getur hitaálag valdið margvíslegum óafturkræfum skaða á efnaskiptum og þroska plantna.
Hitaálag hefur áhrif á ýmsa lífeðlisfræðilega og lífefnafræðilega ferla í plöntum. Ljóstillífun blaða er eitt af því ferli sem er hvað viðkvæmast fyrir hitaálagi í hrísgrjónaplöntum, þar sem ljóstillífunin minnkar um 50% þegar sólarhringshiti fer yfir 35°C. Lífeðlisfræðileg viðbrögð hrísgrjónaplantna eru mismunandi eftir tegund hitaálags. Til dæmis er ljóstillífunarhraði og munnleiðni hamlað þegar plöntur verða fyrir háum daghita (33–40°C) eða háum dag- og næturhita (35–40°C á daginn, 28–30°C). C þýðir nótt) (Lü o.fl., 2013; Fahad o.fl., 2016; Chaturvedi o.fl., 2017). Hár næturhiti (30°C) veldur hóflegri hömlun á ljóstillífun en eykur næturöndun (Fahad o.fl., 2016; Alvarado-Sanabria o.fl., 2017). Burtséð frá álagstímabilinu hefur hitaálag einnig áhrif á innihald blaðgrænublaða, hlutfall breytilegrar flúrljómunar blaðgrænu og hámarks blaðgrænuflúrljómunar (Fv/Fm) og Rubisco virkjun í hrísgrjónaplöntum (Cao o.fl. 2009; Yin o.fl. 2010). ) Sanchez Reynoso o.fl., 2014).
Lífefnafræðilegar breytingar eru annar þáttur í aðlögun plantna að hitaálagi (Wahid o.fl., 2007). Prólíninnihald hefur verið notað sem lífefnafræðilegur vísbending um streitu plantna (Ahmed og Hassan 2011). Prólín gegnir mikilvægu hlutverki í umbrotum plantna þar sem það virkar sem kolefnis- eða köfnunarefnisgjafi og sem himnujöfnunarefni við háan hita (Sánchez-Reinoso o.fl., 2014). Hátt hitastig hefur einnig áhrif á stöðugleika himnunnar með lípíðperoxun, sem leiðir til myndunar malondialdehýðs (MDA) (Wahid o.fl., 2007). Þess vegna hefur MDA innihald einnig verið notað til að skilja uppbyggingu heilleika frumuhimna undir hitaálagi (Cao o.fl., 2009; Chavez-Arias o.fl., 2018). Að lokum jók samsett hitaálag [37/30°C (dag/nótt)] hlutfall raflausnarleka og malondialdehýðinnihalds í hrísgrjónum (Liu o.fl., 2013).
Notkun plöntuvaxtarstilla (GR) hefur verið metin til að draga úr neikvæðum áhrifum hitaálags, þar sem þessi efni taka virkan þátt í viðbrögðum plantna eða lífeðlisfræðilegum varnaraðferðum gegn slíkri streitu (Peleg og Blumwald, 2011; Yin o.fl. o.fl., 2011; Ahmed o.fl., 2015). Utanaðkomandi beiting erfðaauðlinda hefur haft jákvæð áhrif á hitaálagsþol í ýmsum ræktun. Rannsóknir hafa sýnt að plöntuhormón eins og gibberellin (GA), cýtókínín (CK), auxín (AUX) eða brassinosteroids (BR) leiða til aukningar á ýmsum lífeðlisfræðilegum og lífefnafræðilegum breytum (Peleg og Blumwald, 2011; Yin o.fl. Ren, 2011; Mitler o.fl., Zhou o.fl., 2012., Zhou o.fl.). Í Kólumbíu hefur utanaðkomandi notkun erfðaauðlinda og áhrif hennar á hrísgrjónaræktun ekki verið skilin að fullu og rannsökuð. Hins vegar sýndi fyrri rannsókn að laufúðun á BR gæti bætt hrísgrjónaþol með því að bæta gasskiptaeiginleika, blaðgrænu- eða prólíninnihald hrísgrjónablaða (Quintero-Calderón o.fl., 2021).
Cýtókínín miðla viðbrögðum plantna við ólífrænum streitu, þar með talið hitaálagi (Ha o.fl., 2012). Að auki hefur verið greint frá því að utanaðkomandi notkun CK getur dregið úr hitaskemmdum. Til dæmis jók utanaðkomandi notkun zeatíns ljóstillífunarhraða, innihald blaðgrænu a og b og rafeindaflutningsskilvirkni í skriðgresi (Agrotis estolonifera) við hitaálag (Xu og Huang, 2009; Jespersen og Huang, 2015). Utanaðkomandi notkun zeatíns getur einnig bætt andoxunarvirkni, aukið nýmyndun ýmissa próteina, dregið úr skemmdum á hvarfefnum súrefnistegundum (ROS) og framleiðslu malondialdehýðs (MDA) í plöntuvef (Chernyadyev, 2009; Yang o.fl., 2009). , 2016; Kumar o.fl., 2020).
Notkun gibberellinsýra hefur einnig sýnt jákvæð viðbrögð við hitaálagi. Rannsóknir hafa sýnt að GA lífmyndun miðlar ýmsum efnaskiptaferlum og eykur þol við háan hita (Alonso-Ramirez o.fl. 2009; Khan o.fl. 2020). Abdel-Nabi o.fl. (2020) komust að því að laufúðun á utanaðkomandi GA (25 eða 50 mg*L) gæti aukið ljóstillífunarhraða og andoxunarvirkni í appelsínugulum plöntum sem þjást af hita í samanburði við samanburðarplöntur. Einnig hefur komið fram að utanaðkomandi notkun HA eykur hlutfallslegt rakainnihald, blaðgrænu- og karótenóíðinnihald og dregur úr lípíðperoxun í döðlupálma (Phoenix dactylifera) undir hitaálagi (Khan o.fl., 2020). Auxin gegnir einnig mikilvægu hlutverki við að stjórna aðlögunarhæfni vaxtarviðbrögðum við háhitaskilyrði (Sun o.fl., 2012; Wang o.fl., 2016). Þessi vaxtarstillir virkar sem lífefnafræðilegt merki í ýmsum ferlum eins og prólínmyndun eða niðurbroti undir ólífrænu álagi (Ali o.fl. 2007). Að auki eykur AUX einnig andoxunarvirkni, sem leiðir til lækkunar á MDA í plöntum vegna minnkaðrar lípíðperoxunar (Bielach o.fl., 2017). Sergeev o.fl. (2018) sá að í ertuplöntum (Pisum sativum) undir hitaálagi eykst innihald prólíns – dímetýlamínóetoxýkarbónýlmetýl)naftýlklórmetýleter (TA-14). Í sömu tilraun sáu þeir einnig lægra magn MDA í meðhöndluðum plöntum samanborið við plöntur sem ekki voru meðhöndlaðar með AUX.
Brassinosterar eru annar flokkur vaxtarstilla sem notaðir eru til að draga úr áhrifum hitaálags. Ogweno o.fl. (2008) greint frá því að utanaðkomandi BR úði jók hreint ljóstillífunarhraða, munnleiðni og hámarkshraða Rubisco karboxýleringar tómata (Solanum lycopersicum) plantna undir hitaálagi í 8 daga. Blaufúðun á epibrassinosterum getur aukið nettó ljóstillífunarhraða gúrku (Cucumis sativus) plantna undir hitaálagi (Yu o.fl., 2004). Að auki seinkar utanaðkomandi notkun BR niðurbroti blaðgrænu og eykur skilvirkni vatnsnotkunar og hámarks skammtaafrakstur PSII ljósefnafræði í plöntum undir hitaálagi (Holá o.fl., 2010; Toussagunpanit o.fl., 2015).
Vegna loftslagsbreytinga og breytileika standa hrísgrjónaræktun frammi fyrir tímabilum með háum daglegum hitastigi (Lesk o.fl., 2016; Garcés, 2020; Federarroz (Federación Nacional de Arroceros), 2021). Í svipgerð plantna hefur notkun plöntunæringarefna eða líförvandi efna verið rannsökuð sem aðferð til að draga úr hitaálagi á hrísgrjónaræktunarsvæðum (Alvarado-Sanabria o.fl., 2017; Calderón-Páez o.fl., 2021; Quintero-Calderón o.fl., 2021). Að auki er notkun lífefnafræðilegra og lífeðlisfræðilegra breyta (hitastig blaða, leiðni munns, blaðgrænuflúrljómunarbreytur, blaðgrænu og hlutfallslegt vatnsinnihald, malondialdehýð og prólínmyndun) áreiðanlegt tól til að skima hrísgrjónaplöntur undir hitaálagi á staðnum og á alþjóðavettvangi (Sánchez -Reynoso o.fl., Al.7avara-7, 201S; abri 201S; Hins vegar eru rannsóknir á notkun blaðahormónaúða í hrísgrjónum enn sjaldgæfar. Þess vegna er rannsóknin á lífeðlisfræðilegum og lífefnafræðilegum viðbrögðum við notkun plantnavaxtastýringa mjög mikilvæg fyrir tillöguna um hagnýtar landbúnaðaraðferðir til að takast á við neikvæð áhrif tímabils með flóknu hitaálagi í hrísgrjónum flúrljómunarbreytur og hlutfallslegt vatnsinnihald) og lífefnafræðileg áhrif af beitingu laufblaða fjögurra vaxtarstilla plantna (AUX, CK, GA og BR). (Ljósmyndandi litarefni, malondialdehýð og prólín innihald) Breytur í tveimur arfgerðum hrísgrjóna sem verða fyrir samsettu hitaálagi (hár dag/nætur hiti).
Í þessari rannsókn voru gerðar tvær sjálfstæðar tilraunir. Arfgerðin Federrose 67 (F67: arfgerð sem þróaðist við háan hita á síðasta áratug) og Federrose 2000 (F2000: arfgerð sem þróuð var á síðasta áratug 20. aldar og sýnir ónæmi gegn hvítlaufaveiru) voru notaðar í fyrsta sinn. fræ. og seinni tilraunin, í sömu röð. Báðar arfgerðirnar eru víða ræktaðar af kólumbískum bændum. Fræjum var sáð í 10-L bökkum (lengd 39,6 cm, breidd 28,8 cm, hæð 16,8 cm) sem innihélt sandi moldarmold með 2% lífrænu efni. Fimm forspíruð fræ voru sett í hvern bakka. Bröttunum var komið fyrir í gróðurhúsi landbúnaðarvísindadeildar National University of Colombia, Bogotá háskólasvæðinu (43°50′56″ N, 74°04′051″ W), í 2556 m hæð yfir sjávarmáli (ö.h.). m.) og voru framkvæmdar frá október til desember 2019. Ein tilraun (Federroz 67) og önnur tilraun (Federroz 2000) á sama tímabili 2020.
Umhverfisaðstæður í gróðurhúsinu á hverju plöntutímabili eru sem hér segir: Dag- og næturhiti 30/25°C, rakastig 60~80%, náttúrulegt ljóstímabil 12 klukkustundir (ljóstillífandi virk geislun 1500 µmól (ljóseindir) m-2 s-). 1 á hádegi). Plöntur voru frjóvgaðar í samræmi við innihald hvers frumefnis 20 dögum eftir að fræ komu upp (DAE), samkvæmt Sánchez-Reinoso o.fl. (2019): 670 mg köfnunarefni á plöntu, 110 mg fosfór á plöntu, 350 mg kalíum á plöntu, 68 mg kalsíum á plöntu, 20 mg magnesíum á plöntu, 20 mg brennisteinn á plöntu, 17 mg sílikon á plöntu. Plönturnar innihalda 10 mg bór á plöntu, 17 mg kopar á plöntu og 44 mg sink á plöntu. Hrísgrjónaplöntum var haldið í allt að 47 DAE í hverri tilraun þegar þær náðu fyrirbærastigi V5 á þessu tímabili. Fyrri rannsóknir hafa sýnt að þetta fyrirbærastig er hentugur tími til að framkvæma hitaálagsrannsóknir í hrísgrjónum (Sánchez-Reinoso o.fl., 2014; Alvarado-Sanabria o.fl., 2017).
Í hverri tilraun voru tvær aðskildar beitingar á laufvaxtarstillinum framkvæmdar. Fyrsta settið af laufjurtahormónaúða var beitt 5 dögum fyrir hitaálagsmeðferðina (42 DAE) til að undirbúa plönturnar fyrir umhverfisálag. Annar laufúði var síðan gefinn 5 dögum eftir að plönturnar voru útsettar fyrir streituskilyrðum (52 ​​DAE). Fjögur jurtahormón voru notuð og eiginleikar hvers virks efnis sem úðað var í þessari rannsókn eru skráðir í viðbótartöflu 1. Styrkur blaðvaxtarstilla sem notaður var var sem hér segir: (i) Auxin (1-naftýlediksýra: NAA) í styrkleikanum 5 × 10−5 M (ii) 5 × 10–5 M gibberellínsýra (NAA); GA3); (iii) Sýtókínín (trans-zeatín) 1 × 10-5 M (iv) Brassínósterar [Spirostan-6-ón, 3,5-díhýdroxý-, (3b,5a,25R)] 5 × 10-5; M. Þessi styrkur var valinn vegna þess að hann framkallar jákvæð viðbrögð og eykur viðnám plantna gegn hitaálagi (Zahir o.fl., 2001; Wen o.fl., 2010; El-Bassiony o.fl., 2012; Salehifar o.fl., 2017). Hrísgrjónaplöntur án úða fyrir vaxtarstillandi plöntur voru eingöngu meðhöndlaðar með eimuðu vatni. Allar hrísgrjónaplöntur voru úðaðar með handúða. Berið 20 ml H2O á plöntuna til að væta efri og neðri yfirborð laufanna. Öll laufúða notaði landbúnaðarhjálparefni (Agrotin, Bayer CropScience, Kólumbía) í 0,1% (v/v). Fjarlægðin milli pottsins og sprautunnar er 30 cm.
Hitaálagsmeðferðir voru gefnar 5 dögum eftir fyrsta laufúðann (47 DAE) í hverri tilraun. Hrísgrjónaplöntur voru fluttar úr gróðurhúsinu í 294 L vaxtarhólf (MLR-351H, Sanyo, IL, USA) til að koma á hitaálagi eða viðhalda sömu umhverfisaðstæðum (47 DAE). Samsett hitaálagsmeðferð var framkvæmd með því að stilla hólfið á eftirfarandi dag/nótt hitastig: háan daghita [40°C í 5 klukkustundir (frá 11:00 til 16:00)] og nótt [30°C í 5 klukkustundir]. 8 daga í röð (frá 19:00 til 24:00). Álagshiti og útsetningartími voru valdir út frá fyrri rannsóknum (Sánchez-Reynoso o.fl. 2014; Alvarado-Sanabría o.fl. 2017). Hins vegar var hópur plantna sem fluttir voru í vaxtarhólfið geymdir í gróðurhúsinu við sama hitastig (30°C á daginn/25°C á nóttunni) í 8 daga samfleytt.
Í lok tilraunarinnar voru eftirfarandi meðferðarhópar fengnir: (i) vaxtarhitaástand + notkun eimaðs vatns [Alger stjórn (AC)], (ii) hitaálagsástand + beiting eimaðs vatns [Hitaálagsstýring (SC)], (iii) aðstæður hitaálagsástand + auxín notkun (AUX), (iv) hitaálagsástand + gibberellin beiting (GA), (v) hitaálagsástand + hitaálagsástand (cytóví) brassinosteroid (BR) viðauki. Þessir meðferðarhópar voru notaðir fyrir tvær arfgerðir (F67 og F2000). Allar meðferðir voru framkvæmdar í algjörlega handahófskenndri hönnun með fimm endurteknum sem hver samanstóð af einni plöntu. Hver planta var notuð til að lesa út breyturnar sem ákvarðaðar voru í lok tilraunarinnar. Tilraunin stóð í 55 DAE.
Munnleiðni (gs) var mæld með því að nota færanlegan porosometer (SC-1, METER Group Inc., USA) á bilinu 0 til 1000 mmól m-2 s-1, með sýnishólfsop sem er 6,35 mm. Mælingar eru teknar með því að festa munnmælisnema við þroskað laufblað með aðalsprota plöntunnar að fullu stækkað. Fyrir hverja meðferð voru teknar gs-lestur á þremur blöðum hverrar plöntu á milli 11:00 og 16:00 og meðaltal.
RWC var ákvarðað samkvæmt aðferð sem lýst er af Ghoulam o.fl. (2002). Fullstækkað blað sem notað var til að ákvarða g var einnig notað til að mæla RWC. Ferskþyngd (FW) var ákvörðuð strax eftir uppskeru með því að nota stafræna vog. Blöðin voru síðan sett í plastílát fyllt með vatni og látin liggja í myrkri við stofuhita (22°C) í 48 klukkustundir. Vigtaðu síðan á stafræna vog og skráðu stækkaða þyngd (TW). Bólgin blöðin voru ofnþurrkuð við 75°C í 48 klukkustundir og þurrþyngd þeirra (DW) skráð.
Hlutfallslegt blaðgrænuinnihald var ákvarðað með blaðgrænumæli (atLeafmeter, FT Green LLC, Bandaríkjunum) og gefið upp í atLeaf einingum (Dey o.fl., 2016). PSII hámarks skammtavirknilestur (Fv/Fm hlutfall) voru skráðar með því að nota samfellda örvun blaðgrænumælis (Handy PEA, Hansatech Instruments, Bretlandi). Blöðin voru dökklöguð með því að nota laufklemma í 20 mín fyrir Fv/Fm mælingar (Restrepo-Diaz og Garces-Varon, 2013). Eftir að blöðin voru dökk aðlöguð voru grunnlína (F0) og hámarksflúrljómun (Fm) mæld. Út frá þessum gögnum var reiknað út breytilegt flúrljómun (Fv = Fm – F0), hlutfall breytilegs flúrljómunar og hámarksflúrljómunar (Fv/Fm), hámarks skammtaafrakstur PSII-ljósefnafræði (Fv/F0) og hlutfall Fm/F0 (Baker, 2008; Lee o.fl. 2017). Hlutfallsleg blaðgrænu- og blaðgrænuflúrljómun voru tekin á sömu blöðum og notuð voru fyrir gs mælingar.
Um það bil 800 mg af ferskum blöðum var safnað sem lífefnafræðilegum breytum. Laufsýni voru síðan gerð einsleit í fljótandi köfnunarefni og geymd til frekari greiningar. Litrófsaðferðin sem notuð er til að áætla blaðgrænu a, b og karótenóíð innihald vefja byggir á aðferð og jöfnum sem lýst er af Wellburn (1994). Blaðvefssýni (30 mg) var safnað og gerð einsleit í 3 ml af 80% asetoni. Sýnin voru síðan skilgreind (módel 420101, Becton Dickinson Primary Care Diagnostics, USA) við 5000 rpm í 10 mínútur til að fjarlægja agnir. Fljótandi vökvinn var þynntur upp í 6 ml endanlegt rúmmál með því að bæta við 80% asetoni (Sims og Gamon, 2002). Innihald blaðgrænu var ákvarðað við 663 (blaðgrænu a) og 646 (blaðgræna b) nm og karótenóíð við 470 nm með litrófsmæli (Spectronic BioMate 3 UV-vis, Thermo, Bandaríkjunum).
Þíóbarbítúrsýru (TBA) aðferðin sem lýst er af Hodges o.fl. (1999) var notað til að meta himnulípíðperoxun (MDA). Um það bil 0,3 g af laufvef var einnig einsleitt í fljótandi köfnunarefni. Sýnin voru skilin í skilvindu við 5000 rpm og gleypni mæld á litrófsmæli við 440, 532 og 600 nm. Að lokum var styrkur MDA reiknaður út með útrýmingarstuðlinum (157 M mL−1).
Prólíninnihald allra meðferða var ákvarðað með aðferð sem lýst er af Bates o.fl. (1973). Bætið 10 ml af 3% vatnslausn af súlfosalisýlsýru í sýnin sem geymt er og síið í gegnum Whatman síupappír (nr. 2). Síðan var 2 ml af þessum síuvökva hvarfað með 2 ml af ninhýdrínsýru og 2 ml af ísediksýru. Blandan var sett í vatnsbað við 90°C í 1 klukkustund. Stöðvaðu viðbrögðin með því að rækta á ís. Hristið túpuna kröftuglega með hvirfilhristara og lausnin sem myndast er leyst upp í 4 ml af tólúeni. Frásogsmælingar voru ákvarðaðar við 520 nm með því að nota sama litrófsmæli og notaður var við magngreiningu ljóstillífandi litarefna (Spectronic BioMate 3 UV-Vis, Thermo, Madison, WI, Bandaríkjunum).
Aðferðin sem Gerhards o.fl. (2016) til að reikna út hitastig tjaldhimins og CSI. Hitaljósmyndir voru teknar með FLIR 2 myndavél (FLIR Systems Inc., Boston, MA, Bandaríkjunum) með nákvæmni upp á ±2°C í lok álagstímabilsins. Settu hvítan flöt á bak við plöntuna til myndatöku. Aftur voru tvær verksmiðjur skoðaðar sem viðmiðunarlíkön. Plönturnar voru settar á hvítan flöt; annar var húðaður með landbúnaðarhjálparefni (Agrotin, Bayer CropScience, Bogotá, Kólumbíu) til að líkja eftir opnun allra munnhola [blautur hamur (Twet)], og hinn var laufblað án nokkurrar notkunar [Dry mode (Tdry)] (Castro -Duque o.fl., 2020). Fjarlægðin milli myndavélarinnar og pottsins við kvikmyndatöku var 1 m.
Hlutfallslegur þolstuðull var reiknaður óbeint með því að nota munnleiðni (gs) meðhöndlaðra plantna samanborið við viðmiðunarplöntur (plöntur án streitumeðferðar og með vaxtarstilla notaða) til að ákvarða þol meðhöndluðu arfgerðanna sem metin voru í þessari rannsókn. RTI var fengin með því að nota jöfnu aðlagað frá Chávez-Arias o.fl. (2020).
Í hverri tilraun voru allar lífeðlisfræðilegar breytur sem nefndar eru hér að ofan ákvarðaðar og skráðar við 55 DAE með því að nota fullstækkað lauf sem safnað var úr efri tjaldhimnu. Að auki voru gerðar mælingar í vaxtarklefa til að forðast að breyta umhverfisaðstæðum sem plönturnar vaxa við.
Gögn úr fyrstu og annarri tilraun voru greind saman sem röð tilrauna. Hver tilraunahópur samanstóð af 5 plöntum og hver planta var tilraunaeining. Dreifnigreining (ANOVA) var framkvæmd (P ≤ 0,05). Þegar marktækur munur greindist var Tukey's post hoc samanburðarpróf notað við P ≤ 0,05. Notaðu arcsine fallið til að umreikna prósentugildi. Gögnin voru greind með Statistix v 9.0 hugbúnaði (Analytical Software, Tallahassee, FL, USA) og teiknuð með SigmaPlot (útgáfa 10.0; Systat Software, San Jose, CA, Bandaríkjunum). Aðalþáttagreiningin var framkvæmd með því að nota InfoStat 2016 hugbúnað (Analysis Software, National University of Cordoba, Argentina) til að bera kennsl á bestu plöntuvaxtarstýringar sem verið er að rannsaka.
Tafla 1 tekur saman ANOVA sem sýnir tilraunirnar, mismunandi meðferðir og víxlverkun þeirra við ljóstillífunarlitarefni blaða (blaðgrænu a, b, heildar og karótenóíð), malondialdehýð (MDA) og prólín innihald og munnleiðni. Áhrif gs, hlutfallslegt vatnsinnihald. (RWC), blaðgrænuinnihald, blaðgrænu alfa flúrljómunarfæribreytur, kórónuhitastig (PCT) (°C), uppskeruálagsstuðull (CSI) og hlutfallslegt þolvísitala hrísgrjónaplantna við 55 DAE.
Tafla 1. Samantekt á ANOVA gögnum um lífeðlisfræðilegar og lífefnafræðilegar breytur á hrísgrjónum milli tilrauna (arfgerða) og hitaálagsmeðferða.
Mismunur (P≤0,01) í víxlverkun blaða ljóstillífunarlitarefnis, hlutfallslegu blaðgrænuinnihaldi (Atleaf mælingar) og alfa-blaðgrænuflúrljómunarbreytum milli tilrauna og meðferða er sýndur í töflu 2. Hár dag- og næturhiti jók heildarinnihald blaðgrænu og karótenóíð. Hrísgrjónaplöntur án laufúða af plöntuhormónum (2,36 mg g-1 fyrir „F67″ og 2,56 mg g-1 fyrir „F2000“) samanborið við plöntur sem ræktaðar voru við ákjósanleg hitastig (2,67 mg g -1)) sýndu lægra heildarmagn blaðgrænu. Í báðum tilraunum var „F67“ 2,80 mg g-1 og „F2000“ var 2,80 mg g-1. Að auki sýndu hrísgrjónaplöntur, sem voru meðhöndlaðar með blöndu af AUX og GA úða við hitaálag, einnig lækkun á blaðgrænuinnihaldi í báðum arfgerðum (AUX = 1,96 mg g-1 og GA = 1,45 mg g-1 fyrir "F67" ; AUX = 1,96 mg g-1 og GA = 7″ fyrir 14 mg. 2,24 mg) g-1 og GA = 1,43 mg g-1 (fyrir „F2000″) við hitaálagsaðstæður. Við hitaálagsaðstæður leiddi folameðferð með BR til smávægilegrar aukningar á þessari breytu í báðum arfgerðum. Að lokum sýndi CK laufúða hæstu ljóstillífunarlitarefnisgildin af öllum meðferðum (AUX, GA, BR, SC og AC meðferðir) í arfgerðunum F67 (3,24 mg g-1) og F2000 (3,65 mg g-1). Hlutfallslegt innihald blaðgrænu (Atleaf eining) minnkaði einnig vegna hitaálags. Hæstu gildin voru einnig skráð í plöntum úðaðar með CC í báðum arfgerðum (41,66 fyrir „F67“ og 49,30 fyrir „F2000“). Fv og Fv/Fm hlutföll sýndu marktækan mun milli meðferða og yrkja (tafla 2). Á heildina litið, meðal þessara breyta, var yrki F67 minna viðkvæmt fyrir hitaálagi en yrki F2000. Fv og Fv/Fm hlutföllin urðu meira fyrir í seinni tilrauninni. Stressaðar „F2000′ plöntur sem ekki voru úðaðar með neinum plöntuhormónum voru með lægstu Fv gildin (2120,15) og Fv/Fm hlutföllin (0,59), en blaðúða með CK hjálpaði til við að endurheimta þessi gildi (Fv: 2591, 89, Fv/Fm hlutfall). , fá svipaðar mælingar og skráðar eru á „F2000“ plöntum sem ræktaðar eru við ákjósanleg hitastig (Fv: 2955,35, Fv/Fm hlutfall: 0,73:0,72). Enginn marktækur munur var á upphafsflúrljómun (F0), hámarksflúrljómun (Fm), hámarks ljósefnafræðilegri skammtaafkomu PSII (Fv/F0) og Fm/F0 hlutfalli. Loks sýndi BR svipaða þróun og sést með CK (Fv 2545,06, Fv/Fm hlutfall 0,73).
Tafla 2. Áhrif samsettrar hitaálags (40°/30°C dag/nótt) á ljóstillífunarlitarefni blaða [heildgræna (Chl Total), blaðgrænu a (Khl a), blaðgrænu b (Khl b) og karótenóíða Cx+c] áhrif ], hlutfallslegt blaðgrænuinnihald (Atliff flúreining), hámarks blaðgrænugildi (Flúrflúorfylling 0), flúrljómun (Fm), breytileg flúrljómun (Fv), hámarks PSII skilvirkni (Fv/Fm), ljósefnafræðileg hámarks skammtaávöxtun PSII (Fv/F0) og Fm/F0 í plöntum af tveimur hrísgrjónarfgerðum [Federrose 67 (F67) og Federrose 2000 dögum eftir fæðingu (F250000) (Eg50000)).
Hlutfallslegt vatnsinnihald (RWC) mismeðhöndlaðra hrísgrjónaplantna sýndi mun (P ≤ 0,05) í samspili milli tilrauna- og laufmeðhöndlunar (mynd 1A). Við meðferð með SA voru lægstu gildin skráð fyrir báðar arfgerðirnar (74,01% fyrir F67 og 76,6% fyrir F2000). Við hitaálagsaðstæður jókst RWC hrísgrjónaplantna af báðum arfgerðum sem voru meðhöndlaðir með mismunandi plöntuhormónum verulega. Þegar á heildina er litið jók laufnotkun CK, GA, AUX eða BR RWC upp í gildi sem eru svipuð og plöntur sem ræktaðar voru við bestu aðstæður meðan á tilrauninni stóð. Alger stjórn og laufúðaðar plöntur skráðu gildi um 83% fyrir báðar arfgerðirnar. Á hinn bóginn sýndi gs einnig marktækan mun (P ≤ 0,01) í milliverkun tilrauna og meðferðar (mynd 1B). Absolute control (AC) plantan skráði einnig hæstu gildin fyrir hverja arfgerð (440,65 mmól m-2s-1 fyrir F67 og 511,02 mmól m-2s-1 fyrir F2000). Hrísgrjónaplöntur sem einar og sér voru undir hitaálagi sýndu lægstu gs gildin fyrir báðar arfgerðirnar (150,60 mmól m-2s-1 fyrir F67 og 171,32 mmól m-2s-1 fyrir F2000). Laufmeðhöndlun með öllum plöntuvaxtastýringum jók einnig g. Á F2000 hrísgrjónaplöntum sem úðaðar voru með CC voru áhrif laufúðunar með plöntuhormónum augljósari. Þessi hópur plantna sýndi engan mun miðað við alger samanburðarplöntur (AC 511.02 og CC 499.25 mmól m-2s-1).
Mynd 1. Áhrif samsettrar hitaálags (40°/30°C dag/nótt) á hlutfallslegt vatnsinnihald (RWC) (A), munnleiðni (gs) (B), malondialdehýð (MDA) framleiðslu (C) og prólíninnihald. (D) í plöntum af tveimur hrísgrjónarfgerðum (F67 og F2000) 55 dögum eftir uppkomu (DAE). Meðferðir sem metnar voru fyrir hverja arfgerð innihéldu: algera stjórn (AC), hitaálagsstjórnun (SC), hitaálag + auxín (AUX), hitaálag + gibberellín (GA), hitaálag + frumumítógen (CK) og hitaálag + brassinosteroid. (BR). Hver dálkur táknar meðaltal ± staðalvillu fimm gagnapunkta (n = 5). Dálkar á eftir mismunandi bókstöfum gefa til kynna tölfræðilega marktækan mun samkvæmt Tukey prófi (P ≤ 0,05). Bókstafir með jöfnunarmerki gefa til kynna að meðaltalið sé ekki tölfræðilega marktækt (≤ 0,05).
Innihald MDA (P ≤ 0,01) og prólíns (P ≤ 0,01) sýndi einnig marktækan mun á milliverkunum milli tilrauna og plöntuhormónameðferða (mynd 1C, D). Aukin lípíðperoxun kom fram við SC meðferð í báðum arfgerðum (Mynd 1C), hins vegar sýndu plöntur sem voru meðhöndlaðar með úða til að stilla laufvöxt, minnkaða lípíðperoxun í báðum arfgerðunum; Almennt leiðir notkun plöntuhormóna (CA, AUC, BR eða GA) til lækkunar á lípíðperoxun (MDA innihald). Enginn munur fannst á AC plöntum af tveimur arfgerðum og plöntum sem voru undir hitaálagi og úðaðar með plöntuhormónum (séð FW gildi í „F67“ plöntum voru á bilinu 4,38–6,77 µmól g-1, og í FW „F2000“ plöntum „mældu gildi á bilinu 2,181 til µmól á plöntum á bilinu 2,181 til µmól á plöntum). prólínmyndun í „F67″ plöntum var minni en í „F2000“ plöntum undir samsettu álagi, sem leiddi til aukinnar prólínframleiðslu í hita-streitu hrísgrjónaplöntum, í báðum tilraunum kom í ljós að gjöf þessara hormóna jók verulega amínósýruinnihald F2000 plantna (AUX.431 og 30mól.431) og µmól. í sömu röð (Mynd 1G).
Áhrif vaxtarstillandi laufplantnaúða og samsettrar hitaálags á hitastig plantna og hlutfallslegan þolvísitölu (RTI) eru sýnd á myndum 2A og B. Fyrir báðar arfgerðirnar var hitastig tjaldhimins plantna nálægt 27°C og SC plantna um 28°C. MEÐ. Það kom einnig fram að blaðameðferð með CK og BR leiddi til 2-3°C lækkunar á hitastigi tjaldhimins samanborið við SC plöntur (Mynd 2A). RTI sýndi svipaða hegðun og aðrar lífeðlisfræðilegar breytur, sem sýndi marktækan mun (P ≤ 0,01) í samspili milli tilraunar og meðferðar (Mynd 2B). SC plöntur sýndu lægra plöntuþol í báðum arfgerðum (34,18% og 33,52% fyrir „F67“ og „F2000“ hrísgrjónaplöntur, í sömu röð). Foliar fóðrun plöntuhormóna bætir RTI í plöntum sem verða fyrir streitu við háan hita. Þessi áhrif voru meira áberandi í „F2000“ plöntum sem úðaðar voru með CC, þar sem RTI var 97,69. Á hinn bóginn sást marktækur munur aðeins á uppskeruálagsvísitölu (CSI) hrísgrjónaplantna við laufþætti úðaálagsskilyrði (P ≤ 0,01) (Mynd 2B). Aðeins hrísgrjónaplöntur sem urðu fyrir flóknu hitaálagi sýndu hæsta streituvísitöluna (0,816). Þegar hrísgrjónaplöntur voru úðaðar með ýmsum plöntuhormónum var streituvísitalan lægri (gildi frá 0,6 til 0,67). Að lokum hafði hrísgrjónaplantan sem ræktuð var við bestu aðstæður gildið 0,138.
Mynd 2. Áhrif samsettrar hitaálags (40°/30°C dag/nótt) á hitastig (A), hlutfallslegan þolstuðul (RTI) (B), og uppskeruálagsstuðul (CSI) (C) tveggja plöntutegunda. Arfgerðir af hrísgrjónum í atvinnuskyni (F67 og F2000) voru látnar fara í mismunandi hitameðhöndlun. Meðferðir sem metnar voru fyrir hverja arfgerð innihéldu: algera stjórn (AC), hitaálagsstjórnun (SC), hitaálag + auxín (AUX), hitaálag + gibberellín (GA), hitaálag + frumumítógen (CK) og hitaálag + brassinosteroid. (BR). Samsett hitaálag felur í sér að hrísgrjónaplöntur verða fyrir háum dag/næturhita (40°/30°C dag/nótt). Hver dálkur táknar meðaltal ± staðalvillu fimm gagnapunkta (n = 5). Dálkar á eftir mismunandi bókstöfum gefa til kynna tölfræðilega marktækan mun samkvæmt Tukey prófi (P ≤ 0,05). Bókstafir með jöfnunarmerki gefa til kynna að meðaltalið sé ekki tölfræðilega marktækt (≤ 0,05).
Aðalþáttagreining (PCA) leiddi í ljós að breyturnar sem metnar voru við 55 DAE útskýrðu 66,1% af lífeðlisfræðilegum og lífefnafræðilegum viðbrögðum hita-streitu hrísgrjónaplantna sem voru meðhöndlaðir með vaxtarstillandi úða (mynd 3). Vektorar tákna breytur og punktar tákna vaxtarstjórnun plantna (GR). Veffar gs, blaðgrænuinnihald, hámarks skammtavirkni PSII (Fv/Fm) og lífefnafræðilegir breytur (TChl, MDA og prólín) eru í nánu horni við upprunann, sem gefur til kynna mikla fylgni á milli lífeðlisfræðilegrar hegðunar plantna og þeirra. breytilegt. Einn hópur (V) innihélt hrísgrjónaplöntur sem ræktaðar voru við besta hitastig (AT) og F2000 plöntur sem voru meðhöndlaðar með CK og BA. Á sama tíma myndaði meirihluti plantna sem fengu GR-meðferð sérstakan hóp (IV) og meðhöndlun með GA í F2000 myndaði sérstakan hóp (II). Aftur á móti voru hitastressaðar hrísgrjónaplöntur (hópar I og III) án laufúða af plöntuhormónum (báðar arfgerðirnar voru SC) staðsettar á svæði á móti hópi V, sem sýnir áhrif hitaálags á lífeðlisfræði plantna. .
Mynd 3. Tvífræðileg greining á áhrifum samsettrar hitaálags (40°/30°C dag/nótt) á plöntur af tveimur hrísgrjónarfgerðum (F67 og F2000) 55 dögum eftir uppkomu (DAE). Skammstafanir: AC F67, alger stjórn F67; SC F67, hitaálagsstýring F67; AUX F67, hitaálag + auxin F67; GA F67, hitaálag + gibberellín F67; CK F67, hitaálag + frumuskipting BR F67, hitaálag + brassínósteri. F67; AC F2000, alger stjórn F2000; SC F2000, Heat Stress Control F2000; AUX F2000, hitaálag + auxin F2000; GA F2000, hitaálag + gibberellín F2000; CK F2000, hitaálag + cýtókínín, BR F2000, hitaálag + koparstera; F2000.
Breytur eins og blaðgrænuinnihald, munnleiðni, Fv/Fm hlutfall, CSI, MDA, RTI og prólín innihald geta hjálpað til við að skilja aðlögun hrísgrjónarfgerða og meta áhrif landbúnaðaraðferða við hitaálag (Sarsu o.fl., 2018; Quintero-Calderon o.fl., 2021). Tilgangur þessarar tilraunar var að meta áhrif notkunar fjögurra vaxtarstilla á lífeðlisfræðilegar og lífefnafræðilegar breytur hrísgrjónaplöntur við flóknar hitaálagsaðstæður. Græðlingaprófun er einföld og hröð aðferð til samtímis mats á hrísgrjónaplöntum eftir stærð eða ástandi tiltækra innviða (Sarsu o.fl. 2018). Niðurstöður þessarar rannsóknar sýndu að samsett hitaálag veldur mismunandi lífeðlisfræðilegum og lífefnafræðilegum viðbrögðum í arfgerðunum tveimur, sem gefur til kynna aðlögunarferli. Þessar niðurstöður benda einnig til þess að úðar til að stilla blaðvöxt (aðallega cýtókínín og brassínósterar) hjálpa hrísgrjónum að laga sig að flóknu hitaálagi þar sem náð hefur aðallega áhrif á gs, RWC, Fv/Fm hlutfall, ljóstillífunarlitarefni og prólíninnihald.
Notkun vaxtarstilla hjálpar til við að bæta vatnsstöðu hrísgrjónaplantna undir hitaálagi, sem getur tengst hærra streitu og lægra hitastigi plantna. Þessi rannsókn sýndi að meðal „F2000“ (næmrar arfgerðar) plantna höfðu hrísgrjónaplöntur sem voru meðhöndlaðar fyrst og fremst með CK eða BR hærra gs gildi og lægri PCT gildi en plöntur sem voru meðhöndlaðar með SC. Fyrri rannsóknir hafa einnig sýnt að gs og PCT eru nákvæmar lífeðlisfræðilegar vísbendingar sem geta ákvarðað aðlögunarviðbrögð hrísgrjónaplantna og áhrif landbúnaðaraðferða á hitaálag (Restrepo-Diaz og Garces-Varon, 2013; Sarsu o.fl., 2018; Quintero). -Carr DeLong o.fl., 2021). Leaf CK eða BR auka g undir streitu vegna þess að þessi plöntuhormón geta stuðlað að opnun munnhols með tilbúnum víxlverkunum við aðrar boðsameindir eins og ABA (hvatamaður lokunar á munnholi við ólífræn streitu) (Macková o.fl., 2013; Zhou o.fl., 2013). 2013). ). , 2014). Stomatopnun stuðlar að kælingu laufblaða og hjálpar til við að lækka hitastig tjaldhimna (Sonjaroon o.fl., 2018; Quintero-Calderón o.fl., 2021). Af þessum ástæðum getur tjaldhiminn hrísgrjónaplantna sem úðaðar eru með CK eða BR verið lægri við samsett hitaálag.
Háhitastreita getur dregið úr ljóstillífunarlitarefnisinnihaldi laufblaða (Chen o.fl., 2017; Ahammed o.fl., 2018). Í þessari rannsókn, þegar hrísgrjónaplöntur voru undir hitaálagi og ekki úðaðar með neinum plöntuvaxtastýringum, höfðu ljóstillífunarlitarefni tilhneigingu til að minnka í báðum arfgerðum (tafla 2). Feng o.fl. (2013) greindu einnig frá marktækri lækkun á blaðgrænuinnihaldi í laufum tveggja arfgerða hveitis sem verða fyrir hitaálagi. Útsetning fyrir háum hita leiðir oft til minnkaðs blaðgrænuinnihalds, sem getur stafað af minnkaðri nýmyndun blaðgrænu, niðurbrots litarefna eða samsettra áhrifa þeirra við hitaálag (Fahad o.fl., 2017). Hins vegar jókst hrísgrjónaplöntur sem aðallega voru meðhöndlaðar með CK og BA styrk blaða ljóstillífandi litarefna undir hitaálagi. Svipaðar niðurstöður voru einnig tilkynntar af Jespersen og Huang (2015) og Suchsagunpanit o.fl. (2015), sem sá aukningu á blaðgrænuinnihaldi í laufblöðum eftir notkun zeatíns og epibrassinósterahormóna í hitaþrungnu bentgrasi og hrísgrjónum, í sömu röð. Sanngjarn skýring á því hvers vegna CK og BR stuðla að auknu blaðgrænuinnihaldi við sameinað hitaálag er að CK getur aukið upphaf viðvarandi örvunar tjáningarhvata (eins og öldrunarvirkjandi (SAG12) eða HSP18 hvatara) og dregið úr tapi blaðgrænu í laufum. , seinka öldrun blaða og auka viðnám plantna gegn hita (Liu o.fl., 2020). BR getur verndað blaðgrænu og aukið innihald blaðgrænu með því að virkja eða örva myndun ensíma sem taka þátt í nýmyndun blaðgrænu við streituskilyrði (Sharma o.fl., 2017; Siddiqui o.fl., 2018). Að lokum stuðla tvö plöntuhormón (CK og BR) einnig fyrir tjáningu hitalostpróteina og bæta ýmis efnaskiptaaðlögunarferli, svo sem aukna blaðgrænumyndun (Sharma o.fl., 2017; Liu o.fl., 2020).
Klórófyll a flúrljómunarbreytur veita hraðvirka og óeyðandi aðferð sem getur metið þol plantna eða aðlögun að ólífrænum streituskilyrðum (Chaerle o.fl. 2007; Kalaji o.fl. 2017). Færibreytur eins og Fv/Fm hlutfallið hafa verið notaðar sem vísbendingar um aðlögun plantna að álagsaðstæðum (Alvarado-Sanabria o.fl. 2017; Chavez-Arias o.fl. 2020). Í þessari rannsókn sýndu SC plöntur lægstu gildi þessarar breytu, aðallega „F2000“ hrísgrjónaplöntur. Yin o.fl. (2010) komust einnig að því að Fv/Fm hlutfall hæstu hrísgrjónalaufa lækkaði verulega við hitastig yfir 35°C. Samkvæmt Feng o.fl. (2013), lægra Fv/Fm hlutfallið við hitaálag gefur til kynna að hraði örvunarorkufanga og umbreytingar PSII hvarfstöðvarinnar sé minnkaður, sem gefur til kynna að PSII hvarfstöðin sundrast við hitaálag. Þessi athugun gerir okkur kleift að draga þá ályktun að truflanir í ljóstillífunarbúnaðinum séu meira áberandi í viðkvæmum afbrigðum (Fedearroz 2000) en í ónæmum afbrigðum (Fedearroz 67).
Notkun CK eða BR jók almennt frammistöðu PSII við flóknar hitaálagsaðstæður. Svipaðar niðurstöður fengust af Suchsagunpanit o.fl. (2015), sem sá að BR notkun jók skilvirkni PSII undir hitaálagi í hrísgrjónum. Kumar o.fl. (2020) komst einnig að því að kjúklingabaunaplöntur sem voru meðhöndlaðar með CK (6-bensýladeníni) og urðu fyrir hitaálagi jók Fv/Fm hlutfallið og komst að þeirri niðurstöðu að laufnotkun CK með því að virkja zeaxanthin litarefnahringinn stuðlaði að PSII virkni. Að auki studdi BR laufúði PSII ljóstillífun við samsettar streituaðstæður, sem gefur til kynna að notkun þessa plöntuhormóns leiddi til minnkaðrar útbreiðslu örvunarorku PSII loftneta og stuðlaði að uppsöfnun lítilla hitaáfallspróteina í grænukornum (Ogweno o.fl. 2008; Kothari og Lachowitz ). , 2021).
Innihald MDA og prólíns eykst oft þegar plöntur eru undir ólífrænu álagi samanborið við plöntur sem ræktaðar eru við bestu aðstæður (Alvarado-Sanabria o.fl. 2017). Fyrri rannsóknir hafa einnig sýnt að magn MDA og prólíns eru lífefnafræðilegir vísbendingar sem hægt er að nota til að skilja aðlögunarferlið eða áhrif landbúnaðaraðferða í hrísgrjónum við háan dag- eða næturhita (Alvarado-Sanabria o.fl., 2017; Quintero-Calderón o.fl. . , 2021). Þessar rannsóknir sýndu einnig að MDA og prólín innihald hafði tilhneigingu til að vera hærra í hrísgrjónaplöntum sem verða fyrir háum hita á nóttunni eða á daginn, í sömu röð. Hins vegar, laufúðun á CK og BR stuðlaði að lækkun á MDA og aukningu á prólínmagni, aðallega í þolnu arfgerðinni (Federroz 67). CK úða getur stuðlað að oftjáningu cýtókínínoxíðasa/dehýdrógenasa og þar með aukið innihald verndandi efnasambanda eins og betaíns og prólíns (Liu o.fl., 2020). BR stuðlar að framköllun osmóverndarefna eins og betaíns, sykurs og amínósýra (þar á meðal ókeypis prólíns), sem viðheldur osmósujafnvægi frumna við margar slæmar umhverfisaðstæður (Kothari og Lachowiec, 2021).
Uppskeruálagsstuðull (CSI) og hlutfallslegur þolvísitala (RTI) eru notaðir til að ákvarða hvort meðferðirnar sem verið er að meta hjálpi til við að draga úr ýmsum streitu (lífrænum og líffræðilegum) og hafi jákvæð áhrif á lífeðlisfræði plantna (Castro-Duque o.fl., 2020; Chavez-Arias o.fl., 2020). CSI gildi geta verið á bilinu 0 til 1, sem táknar ekki streitu og streituskilyrði, í sömu röð (Lee o.fl., 2010). CSI gildi hita-streitu (SC) plantna voru á bilinu 0,8 til 0,9 (Mynd 2B), sem gefur til kynna að hrísgrjónaplöntur hafi haft neikvæð áhrif af samsettri streitu. Hins vegar leiddi laufúðun á BC (0,6) eða CK (0,6) aðallega til lækkunar á þessum vísi við ólífrænar streituskilyrði samanborið við SC hrísgrjónaplöntur. Í F2000 plöntum sýndi RTI meiri aukningu þegar CA (97,69%) og BC (60,73%) voru notuð samanborið við SA (33,52%), sem gefur til kynna að þessir vaxtarstillir plantna stuðla einnig að því að bæta svörun hrísgrjóna við þoli samsetningunnar. Ofhitnun. Þessar vísitölur hafa verið lagðar til til að stjórna streituskilyrðum í mismunandi tegundum. Rannsókn sem Lee o.fl. (2010) sýndu að CSI tveggja bómullarafbrigða undir hóflegu vatnsálagi var um 0,85, en CSI gildi vel vökvaðra afbrigða voru á bilinu 0,4 til 0,6, sem komst að þeirri niðurstöðu að þessi vísitala sé vísbending um vatnsaðlögun stofnanna. streituvaldandi aðstæður. Ennfremur, Chavez-Arias o.fl. (2020) mat virkni gerviefna sem alhliða streitustjórnunarstefnu í C. elegans plöntum og komst að því að plöntur úðaðar með þessum efnasamböndum sýndu hærri RTI (65%). Byggt á ofangreindu er hægt að líta á CK og BR sem landbúnaðaraðferðir sem miða að því að auka þol hrísgrjóna fyrir flóknu hitaálagi, þar sem þessir vaxtarstillir plantna framkalla jákvæð lífefna- og lífeðlisfræðileg viðbrögð.
Undanfarin ár hafa rannsóknir á hrísgrjónum í Kólumbíu beinst að því að meta arfgerðir sem þola háan dag- eða næturhita með því að nota lífeðlisfræðilega eða lífefnafræðilega eiginleika (Sánchez-Reinoso o.fl., 2014; Alvarado-Sanabria o.fl., 2021). Hins vegar, á síðustu árum, hefur greining á hagnýtri, hagkvæmri og arðbærri tækni orðið sífellt mikilvægari til að leggja til samþætta uppskerustjórnun til að bæta áhrif flókinna hitaálagstímabila í landinu (Calderón-Páez o.fl., 2021; Quintero-Calderon o.fl., 2021). Þannig benda lífeðlisfræðileg og lífefnafræðileg viðbrögð hrísgrjónaplantna við flóknu hitaálagi (40°C dag/30°C nótt) sem sést hafa í þessari rannsókn til þess að laufúðun með CK eða BR gæti verið hentug ræktunaraðferð til að draga úr skaðlegum áhrifum. Áhrif tímabila með miðlungs hitaálagi. Þessar meðferðir bættu þol beggja arfgerða hrísgrjóna (lágt CSI og hátt RTI), sem sýnir almenna þróun í lífeðlisfræðilegum og lífefnafræðilegum viðbrögðum plantna við samsett hitaálag. Helsta svörun hrísgrjónaplantna var minnkun á innihaldi GC, heildarblaðgrænu, blaðgrænu α og β og karótenóíðum. Að auki þjást plöntur af PSII skemmdum (lækkuð blaðgrænuflúrljómunarbreytur eins og Fv/Fm hlutfall) og aukin lípíðperoxun. Á hinn bóginn, þegar hrísgrjón voru meðhöndluð með CK og BR, var dregið úr þessum neikvæðu áhrifum og prólíninnihaldið hækkað (mynd 4).
Mynd 4. Hugmyndalíkan af áhrifum samsettrar hitaálags og úða með vaxtarstillandi laufplöntum á hrísgrjónaplöntur. Rauðar og bláar örvar gefa til kynna neikvæð eða jákvæð áhrif víxlverkunar á milli hitaálags og blaðnotkunar BR (brassinosteroid) og CK (cytokinin) á lífeðlisfræðileg og lífefnafræðileg svörun, í sömu röð. gs: munnleiðni; Heildar Chl: heildarmagn blaðgrænu; Chl α: klórófyll β innihald; Cx+c: karótenóíðinnihald;
Í stuttu máli benda lífeðlisfræðileg og lífefnafræðileg viðbrögð í þessari rannsókn til þess að Fedearroz 2000 hrísgrjónaplöntur séu næmari fyrir tímabili flókins hitaálags en Fedearroz 67 hrísgrjónaplöntur. Allir vaxtarstillir sem metnir voru í þessari rannsókn (auxín, gibberellin, cýtókínín eða brassinosterar) sýndu að vissu marki samsetta lækkun á hitaálagi. Hins vegar ollu cýtókínín og brassínósterar betri aðlögun plantna þar sem báðir plöntuvaxtastýringar jók blaðgrænuinnihald, alfa-blaðgrænuflúrljómunarbreytur, gs og RWC samanborið við hrísgrjónaplöntur án nokkurrar notkunar, og lækkuðu einnig MDA innihald og hitastig tjaldhimins. Í stuttu máli ályktum við að notkun vaxtarstilla plantna (sýtókínín og brassínóstera) sé gagnlegt tæki til að stjórna streituskilyrðum í hrísgrjónaræktun af völdum mikillar hitaálags á tímabilum með háum hita.
Frumefni sem kynnt er í rannsókninni fylgir greininni og frekari fyrirspurnum má beina til samsvarandi höfundar.