Mga regulator ng paglago ng halaman (mga PGR)ay isang matipid na paraan upang mapahusay ang mga depensa ng halaman sa ilalim ng mga kondisyon ng stress. Sinuri ng pag-aaral na ito ang kakayahan ng dalawaMga PGR, thiourea (TU) at arginine (Arg), upang maibsan ang stress sa asin sa trigo. Ipinakita ng mga resulta na ang TU at Arg, lalo na kapag ginamit nang magkasama, ay maaaring mag-regulate ng paglaki ng halaman sa ilalim ng stress sa asin. Ang kanilang mga paggamot ay makabuluhang nagpataas ng mga aktibidad ng mga antioxidant enzyme habang binabawasan ang mga antas ng reactive oxygen species (ROS), malondialdehyde (MDA), at relative electrolyte leakage (REL) sa mga punla ng trigo. Bukod pa rito, ang mga paggamot na ito ay makabuluhang nagbawas ng konsentrasyon ng Na+ at Ca2+ at ang ratio ng Na+/K+, habang makabuluhang pinapataas ang konsentrasyon ng K+, sa gayon ay pinapanatili ang balanse ng ion-osmotic. Higit sa lahat, ang TU at Arg ay makabuluhang nagpataas ng nilalaman ng chlorophyll, net photosynthetic rate, at gas exchange rate ng mga punla ng trigo sa ilalim ng stress sa asin. Ang TU at Arg na ginamit nang mag-isa o pinagsama ay maaaring magpataas ng akumulasyon ng tuyong bagay ng 9.03–47.45%, at ang pagtaas ay pinakamalaki kapag ginamit ang mga ito nang magkasama. Bilang konklusyon, binibigyang-diin ng pag-aaral na ito na ang pagpapanatili ng redox homeostasis at balanse ng ion ay mahalaga para sa pagpapahusay ng tolerance ng halaman sa stress sa asin. Bilang karagdagan, ang TU at Arg ay inirerekomenda bilang potensyalmga regulator ng paglago ng halaman,lalo na kapag ginamit nang magkasama, upang mapahusay ang ani ng trigo.
Ang mabilis na pagbabago sa klima at mga gawi sa agrikultura ay nagpapataas ng pagkasira ng mga ecosystem ng agrikultura1. Isa sa mga pinakamalubhang bunga ay ang pag-asin ng lupa, na nagbabanta sa pandaigdigang seguridad sa pagkain2. Ang pag-asin sa kasalukuyan ay nakakaapekto sa humigit-kumulang 20% ng lupang maaaring sakahin sa buong mundo, at ang bilang na ito ay maaaring tumaas sa 50% pagdating ng 20503. Ang stress sa asin-alkali ay maaaring magdulot ng osmotic stress sa mga ugat ng pananim, na nakakagambala sa ionic balance sa halaman4. Ang ganitong masamang kondisyon ay maaari ring humantong sa pinabilis na pagkasira ng chlorophyll, pagbaba ng mga rate ng photosynthesis, at mga metabolic disturbance, na sa huli ay nagreresulta sa pagbaba ng ani ng halaman5,6. Bukod dito, ang isang karaniwang malubhang epekto ay ang pagtaas ng henerasyon ng reactive oxygen species (ROS), na maaaring magdulot ng oxidative damage sa iba't ibang biomolecules, kabilang ang DNA, protina, at lipid7.
Ang trigo (Triticum aestivum) ay isa sa pinakamahalagang pananim na cereal sa mundo. Hindi lamang ito ang pinakamalawak na itinatanim na pananim na cereal kundi isa ring mahalagang komersyal na pananim8. Gayunpaman, ang trigo ay sensitibo sa asin, na maaaring pumigil sa paglaki nito, makagambala sa mga prosesong pisyolohikal at biokemikal nito, at makabuluhang bawasan ang ani nito. Ang mga pangunahing estratehiya upang mapagaan ang mga epekto ng stress sa asin ay kinabibilangan ng genetic modification at ang paggamit ng mga plant growth regulator. Ang mga genetically modified organism (GM) ay ang paggamit ng gene editing at iba pang mga pamamaraan upang makabuo ng mga uri ng trigo na matibay sa asin9,10. Sa kabilang banda, pinahuhusay ng mga plant growth regulator ang salt tolerance sa trigo sa pamamagitan ng pag-regulate ng mga aktibidad na pisyolohikal at antas ng mga sangkap na may kaugnayan sa asin, sa gayon ay pinapagaan ang pinsala sa stress11. Ang mga regulator na ito ay karaniwang mas tinatanggap at malawakang ginagamit kaysa sa mga transgenic na pamamaraan. Maaari nilang mapahusay ang tolerance ng halaman sa iba't ibang abiotic stress tulad ng kaasinan, tagtuyot at mabibigat na metal, at itaguyod ang pagtubo ng binhi, pagsipsip ng sustansya at paglaki ng reproduktibo, sa gayon ay pinapataas ang ani at kalidad ng pananim.12 Ang mga plant growth regulator ay mahalaga sa pagtiyak ng paglaki ng pananim at pagpapanatili ng ani at kalidad dahil sa kanilang pagiging environment-friendly, kadalian ng paggamit, cost-effectiveness at praktikalidad. 13 Gayunpaman, dahil ang mga modulator na ito ay may magkakatulad na mekanismo ng pagkilos, ang paggamit ng isa sa mga ito nang mag-isa ay maaaring hindi epektibo. Ang paghahanap ng kombinasyon ng mga growth regulator na maaaring mapabuti ang salt tolerance sa trigo ay mahalaga para sa pagpaparami ng trigo sa ilalim ng masamang kondisyon, pagpapataas ng ani at pagtiyak ng seguridad sa pagkain.
Walang mga pag-aaral na nagsisiyasat sa pinagsamang paggamit ng TU at Arg. Hindi malinaw kung ang makabagong kombinasyong ito ay maaaring synergistically na magsulong ng paglaki ng trigo sa ilalim ng stress sa asin. Samakatuwid, ang layunin ng pag-aaral na ito ay upang matukoy kung ang dalawang growth regulator na ito ay maaaring synergistically na magpagaan sa masamang epekto ng stress sa asin sa trigo. Para dito, nagsagawa kami ng isang panandaliang hydroponic wheat seedling experiment upang siyasatin ang mga benepisyo ng pinagsamang aplikasyon ng TU at Arg sa trigo sa ilalim ng stress sa asin, na nakatuon sa redox at ionic balance ng mga halaman. Ipinapalagay namin na ang kumbinasyon ng TU at Arg ay maaaring gumana nang synergistically upang mabawasan ang oxidative damage na dulot ng stress sa asin at pamahalaan ang ionic imbalance, sa gayon ay mapapahusay ang salt tolerance sa trigo.
Ang nilalaman ng MDA ng mga sample ay natukoy gamit ang pamamaraang thiobarbituric acid. Timbangin nang tumpak ang 0.1 g ng sariwang pulbos ng sample, dagdagan ng 1 ml ng 10% trichloroacetic acid ang katas sa loob ng 10 minuto, i-centrifuge sa 10,000 g sa loob ng 20 minuto, at kolektahin ang supernatant. Ang katas ay hinaluan ng pantay na dami ng 0.75% thiobarbituric acid at ini-incubate sa 100 °C sa loob ng 15 minuto. Pagkatapos ng incubation, ang supernatant ay kinolekta sa pamamagitan ng centrifugation, at ang mga halaga ng OD sa 450 nm, 532 nm, at 600 nm ay sinukat. Ang konsentrasyon ng MDA ay kinalkula tulad ng sumusunod:
Katulad ng 3-araw na paggamot, ang paggamit ng Arg at Tu ay makabuluhang nagpataas din ng aktibidad ng antioxidant enzyme ng mga punla ng trigo sa ilalim ng 6-araw na paggamot. Ang kombinasyon ng TU at Arg pa rin ang pinakamabisa. Gayunpaman, sa 6 na araw pagkatapos ng paggamot, ang aktibidad ng apat na antioxidant enzyme sa ilalim ng iba't ibang kondisyon ng paggamot ay nagpakita ng pagbaba kumpara sa 3 araw pagkatapos ng paggamot (Larawan 6).
Ang potosintesis ang batayan ng akumulasyon ng tuyong bagay sa mga halaman at nangyayari sa mga chloroplast, na lubhang sensitibo sa asin. Ang stress sa asin ay maaaring humantong sa oksihenasyon ng plasma membrane, pagkagambala sa cellular osmotic balance, pinsala sa ultrastructure ng chloroplast36, maging sanhi ng pagkasira ng chlorophyll, pagbawas sa aktibidad ng mga enzyme ng Calvin cycle (kabilang ang Rubisco), at pagbabawas ng paglipat ng electron mula PS II patungong PS I37. Bukod pa rito, ang stress sa asin ay maaaring magdulot ng pagsasara ng stomatal, sa gayon ay binabawasan ang konsentrasyon ng CO2 ng dahon at pinipigilan ang potosintesis38. Kinumpirma ng aming mga resulta ang mga nakaraang natuklasan na binabawasan ng stress sa asin ang stomatal conductance sa trigo, na nagreresulta sa pagbaba ng transpiration rate ng dahon at intracellular CO2 concentration, na sa huli ay humahantong sa pagbaba ng photosynthetic capacity at pagbaba ng biomass ng trigo (Mga Larawan 1 at 3). Kapansin-pansin, ang aplikasyon ng TU at Arg ay maaaring mapahusay ang photosynthetic efficiency ng mga halaman ng trigo sa ilalim ng stress sa asin. Ang pagpapabuti sa photosynthetic efficiency ay partikular na makabuluhan kapag ang TU at Arg ay inilapat nang sabay (Larawan 3). Maaaring ito ay dahil sa katotohanan na kinokontrol ng TU at Arg ang pagbukas at pagsasara ng stomatal, sa gayon ay pinapahusay ang photosynthetic efficiency, na sinusuportahan ng mga nakaraang pag-aaral. Halimbawa, natuklasan nina Bencarti et al. na sa ilalim ng stress sa asin, ang TU ay makabuluhang nagpataas ng stomatal conductance, CO2 assimilation rate, at maximum quantum efficiency ng PSII photochemistry sa Atriplex portulacoides L.39. Bagama't walang direktang ulat na nagpapatunay na kayang i-regulate ng Arg ang pagbukas at pagsara ng stomatal sa mga halamang nalantad sa stress sa asin, ipinahiwatig nina Silveira et al. na kayang i-promote ng Arg ang pagpapalitan ng gas sa mga dahon sa ilalim ng mga kondisyon ng tagtuyot22.
Sa buod, itinatampok ng pag-aaral na ito na sa kabila ng kanilang magkakaibang mekanismo ng pagkilos at mga katangiang pisiko-kemikal, ang TU at Arg ay maaaring magbigay ng maihahambing na resistensya sa stress ng NaCl sa mga punla ng trigo, lalo na kapag inilapat nang magkasama. Ang aplikasyon ng TU at Arg ay maaaring mag-activate ng antioxidant enzyme defense system ng mga punla ng trigo, bawasan ang nilalaman ng ROS, at mapanatili ang katatagan ng mga membrane lipid, sa gayon ay mapanatili ang photosynthesis at balanse ng Na+/K+ sa mga punla. Gayunpaman, ang pag-aaral na ito ay mayroon ding mga limitasyon; bagama't nakumpirma ang synergistic effect ng TU at Arg at naipaliwanag ang mekanismong pisyolohikal nito sa ilang antas, ang mas kumplikadong mekanismong molekular ay nananatiling hindi malinaw. Samakatuwid, kinakailangan ang karagdagang pag-aaral ng synergistic mechanism ng TU at Arg gamit ang transcriptomic, metabolomic at iba pang mga pamamaraan.
Ang mga dataset na ginamit at/o sinuri sa kasalukuyang pag-aaral ay makukuha mula sa kaukulang may-akda kapag may makatwirang kahilingan.
Oras ng pag-post: Mayo-19-2025