Regulator Tumuwuh Tutuwuhan (PGRs)mangrupikeun cara anu murah pikeun ningkatkeun pertahanan pepelakan dina kaayaan setrés. Ieu panalungtikan nalungtik kamampuh duaPGRs, thiourea (TU) jeung arginin (Arg), pikeun alleviate stress uyah dina gandum. Hasilna nunjukkeun yén TU sareng Arg, khususna nalika dianggo babarengan, tiasa ngatur kamekaran pepelakan dina kaayaan stres uyah. Pangobatanna sacara signifikan ningkatkeun kagiatan énzim antioksidan bari ngirangan tingkat spésiés oksigén réaktif (ROS), malondialdehida (MDA), sareng bocor éléktrolit relatif (REL) dina bibit gandum. Salaku tambahan, perlakuan ieu sacara signifikan ngirangan konsentrasi Na + sareng Ca2 + sareng rasio Na + / K +, bari sacara signifikan ningkatkeun konsentrasi K +, ku kituna ngajaga kasaimbangan ion-osmotik. Anu langkung penting, TU sareng Arg sacara signifikan ningkatkeun eusi klorofil, laju fotosintétik bersih, sareng nilai tukar gas bibit gandum dina kaayaan stres uyah. TU sareng Arg dianggo nyalira atanapi digabungkeun tiasa ningkatkeun akumulasi bahan garing ku 9,03-47,45%, sareng paningkatanna paling ageung nalika dianggo babarengan. Kasimpulanana, ulikan ieu nyorot yén ngajaga homeostasis rédoks sareng kasaimbangan ion penting pikeun ningkatkeun kasabaran pepelakan kana setrés uyah. Salaku tambahan, TU sareng Arg disarankeun salaku poténsialrégulator pertumbuhan tutuwuhan,utamana lamun dipaké babarengan, pikeun ngaronjatkeun ngahasilkeun gandum.
Parobahan gancang dina iklim jeung prakték tatanén ngaronjatkeun degradasi ékosistem tatanén1. Salah sahiji akibat anu paling serius nyaéta salinisasi lahan, anu ngancam kaamanan pangan global2. Salinisasi ayeuna mangaruhan kira-kira 20% lahan garapan di sakuliah dunya, sarta angka ieu bisa ningkat nepi ka 50% ku 20503. Stress uyah-alkali bisa ngabalukarkeun stress osmotik dina akar pepelakan, nu ngaganggu kasaimbangan ionik dina tutuwuhan4. Kaayaan ngarugikeun sapertos kitu ogé tiasa nyababkeun gancangan ngarecahna klorofil, turunna laju fotosintésis, sareng gangguan métabolik, anu pamustunganana nyababkeun panurunan dina ngahasilkeun pepelakan5,6. Leuwih ti éta, pangaruh serius umum nyaéta ngaronjatna generasi spésiés oksigén réaktif (ROS), nu bisa ngabalukarkeun karuksakan oksidatif kana sagala rupa biomolekul, kaasup DNA, protéin, jeung lipid7.
Gandum (Triticum aestivum) mangrupikeun salah sahiji pepelakan sereal anu paling penting di dunya. Éta sanés ngan ukur pepelakan sereal anu paling seueur dipelak tapi ogé pepelakan komersil anu penting8. Nanging, gandum sénsitip kana uyah, anu tiasa ngahambat pertumbuhanana, ngaganggu prosés fisiologis sareng biokimia, sareng sacara signifikan ngirangan ngahasilkeunna. Strategi utama pikeun ngirangan épék stres uyah kalebet modifikasi genetik sareng panggunaan régulator pertumbuhan pepelakan. Genetically modified organisms (GM) nyaéta pamakéan éditan gén jeung téhnik séjén pikeun ngamekarkeun variétas gandum toleran uyah9,10. Di sisi anu sanés, régulator pertumbuhan pepelakan ningkatkeun kasabaran uyah dina gandum ku ngatur kagiatan fisiologis sareng tingkat zat anu aya hubunganana sareng uyah, ku kituna ngirangan karusakan setrés11. Régulator ieu umumna langkung ditarima sareng seueur dianggo tibatan pendekatan transgenik. Éta tiasa ningkatkeun kasabaran pepelakan kana sababaraha setrés abiotik sapertos salinitas, halodo sareng logam beurat, sareng ngamajukeun pengecambahan siki, nyerep gizi sareng kamekaran réproduktif, ku kituna ningkatkeun ngahasilkeun sareng kualitas pamotongan. 12 Regulator pertumbuhan tutuwuhan penting pisan pikeun mastikeun pertumbuhan pepelakan sareng ngajaga ngahasilkeun sareng kualitas kusabab ramah lingkungan, betah dianggo, éféktivitas biaya sareng praktis. 13 Tapi, kumargi modulator ieu gaduh mékanisme tindakan anu sami, nganggo salah sahijina waé tiasa henteu efektif. Milarian kombinasi régulator pertumbuhan anu tiasa ningkatkeun kasabaran uyah dina gandum penting pikeun beternak gandum dina kaayaan anu parah, ningkatkeun ngahasilkeun sareng mastikeun kaamanan pangan.
Henteu aya panilitian anu nalungtik panggunaan gabungan TU sareng Arg. Henteu écés naha kombinasi inovatif ieu sacara sinergis tiasa ngamajukeun kamekaran gandum dina kaayaan setrés uyah. Ku alatan éta, tujuan ulikan ieu pikeun nangtukeun naha dua régulator pertumbuhan ieu sinergis bisa alleviate épék ngarugikeun stress uyah on gandum. Pikeun tujuan ieu, urang ngalaksanakeun percobaan hydroponic seedling gandum jangka pondok pikeun nalungtik mangpaat aplikasi gabungan TU jeung Arg kana gandum dina kaayaan stress uyah, fokus dina kasaimbangan rédoks jeung ionik tutuwuhan. Kami hipotésis yén kombinasi TU sareng Arg tiasa dianggo sacara sinergis pikeun ngirangan karusakan oksidatif anu disababkeun ku setrés uyah sareng ngatur henteu saimbangna ionik, ku kituna ningkatkeun kasabaran uyah dina gandum.
Eusi MDA tina sampel ditangtukeun ku métode asam thiobarbituric. Beurat akurat 0,1 g bubuk sampel seger, ékstrak jeung 1 ml asam trichloroacetic 10% salila 10 mnt, centrifuge dina 10.000 g salila 20 mnt, jeung ngumpulkeun supernatant nu. Ékstrak dicampurkeun sareng volume anu sami asam thiobarbituric 0,75% sareng diinkubasi dina 100 ° C salami 15 menit. Saatos inkubasi, supernatan dikumpulkeun ku sentrifugasi, sareng nilai OD dina 450 nm, 532 nm, sareng 600 nm diukur. Konsentrasi MDA diitung saperti kieu:
Sarupa sareng perlakuan 3 dinten, aplikasi Arg sareng Tu ogé sacara signifikan ningkatkeun kagiatan énzim antioksidan tina bibit gandum dina perawatan 6 dinten. Kombinasi TU sareng Arg masih paling efektif. Nanging, dina 6 dinten saatos perlakuan, kagiatan opat énzim antioksidan dina kaayaan perlakuan anu béda nunjukkeun tren anu turun dibandingkeun sareng 3 dinten saatos perlakuan (Gambar 6).
Fotosintésis mangrupa dasar akumulasi bahan garing dina tutuwuhan jeung lumangsung dina kloroplas, nu sensitip pisan kana uyah. Setrés uyah bisa ngabalukarkeun oksidasi mémbran plasma, gangguan kasaimbangan osmotik sélular, ruksakna ultrastruktur kloroplas36, ngabalukarkeun degradasi klorofil, ngurangan aktivitas énzim siklus Calvin (kaasup Rubisco), sarta ngurangan mindahkeun éléktron ti PS II ka PS I37. Salaku tambahan, setrés uyah tiasa nyababkeun panutupanana stomata, ku kituna ngirangan konsentrasi CO2 daun sareng ngahambat fotosintésis38. Hasil kami dikonfirmasi papanggihan saméméhna yén stress uyah ngurangan conductance stomata dina gandum, hasilna turun laju transpirasi daun jeung konsentrasi CO2 intrasélular, nu pamustunganana ngabalukarkeun turunna kapasitas fotosintétik sarta turunna biomassa gandum (Gbr. 1 jeung 3). Utamana, aplikasi TU sareng Arg tiasa ningkatkeun efisiensi fotosintétik pepelakan gandum dina kaayaan stres uyah. Perbaikan efisiensi fotosintétik utamana signifikan nalika TU jeung Arg diterapkeun sakaligus (Gbr. 3). Ieu tiasa disababkeun ku kanyataan yén TU sareng Arg ngatur pambukaan sareng nutup stomata, ku kituna ningkatkeun efisiensi fotosintétik, anu dirojong ku studi saméméhna. Contona, Bencarti et al. kapanggih yén dina stress uyah, TU nyata ngaronjat conductance stomatal, laju asimilasi CO2, sarta efisiensi kuantum maksimum PSII fotokimia di Atriplex portulacoides L.39. Sanaos henteu aya laporan langsung anu ngabuktikeun yén Arg tiasa ngatur pambukaan sareng nutup stomata dina pepelakan anu kakeunaan setrés uyah, Silveira et al. nunjukkeun yén Arg tiasa ngamajukeun pertukaran gas dina daun dina kaayaan halodo22.
Kasimpulanana, ulikan ieu nyorot yén sanajan mékanisme aksi sareng sipat fisikokimia anu béda-béda, TU sareng Arg tiasa masihan résistansi anu sami sareng setrés NaCl dina bibit gandum, khususna nalika dilarapkeun babarengan. Aplikasi TU sareng Arg tiasa ngaktifkeun sistem pertahanan énzim antioksidan bibit gandum, ngirangan eusi ROS, sareng ngajaga stabilitas lipid mémbran, sahingga ngajaga fotosintésis sareng kasaimbangan Na + / K + dina bibit. Sanajan kitu, ulikan ieu ogé boga watesan; sanajan pangaruh sinergis TU jeung Arg dikonfirmasi jeung mékanisme fisiologis na geus dipedar nepi extent sababaraha, mékanisme molekular leuwih kompleks tetep can écés. Ku alatan éta, ulikan satuluyna ngeunaan mékanisme sinergis TU na Arg ngagunakeun transcriptomic, metabolomic jeung métode séjénna perlu.
Dataset anu dianggo sareng/atanapi dianalisis salami pangajaran ayeuna sayogi ti panulis anu saluyu upami diperyogikeun.
waktos pos: May-19-2025