Planzewuesstemsregulatoren (PGRs)sinn e kosteneffektive Wee fir d'Planzenofwier ënner Stressbedingungen ze verbesseren. Dës Studie huet d'Fäegkeet vun zwouPGRs, Thiourea (TU) an Arginin (Arg), fir Salzstress bei Weess ze reduzéieren. D'Resultater hunn gewisen, datt TU an Arg, besonnesch wa se zesumme benotzt goufen, de Planzewuesstum ënner Salzstress reguléiere konnten. Hir Behandlungen hunn d'Aktivitéite vun antioxidativen Enzymen däitlech erhéicht, während se d'Niveaue vu reaktive Sauerstoffspezies (ROS), Malondialdehyd (MDA) a relative Elektrolytleckage (REL) a Weesskeimlinger reduzéiert hunn. Zousätzlech hunn dës Behandlungen d'Na+- a Ca2+-Konzentratiounen an den Na+/K+-Verhältnis däitlech reduzéiert, während se d'K+-Konzentratioun däitlech erhéicht hunn, wouduerch den ionen-osmotesche Gläichgewiicht erhale bliwwen ass. Méi wichteg ass, datt TU an Arg de Chlorophyllgehalt, d'Netto-Fotosynthesequote an de Gasaustauschquote vu Weesskeimlinger ënner Salzstress däitlech erhéicht hunn. Wann TU an Arg eleng oder a Kombinatioun benotzt goufen, konnten d'Dréchestoffakkumulatioun ëm 9,03–47,45% erhéijen, an d'Erhéijung war am gréissten, wa se zesumme benotzt goufen. Zesummefaassend weist dës Studie drop hin, datt d'Erhalen vun der Redoxhomöostase an dem Ionengläichgewiicht wichteg ass, fir d'Planzetoleranz géint Salzstress ze verbesseren. Zousätzlech goufen TU an Arg als potenziell ... recommandéiert.Planzewachstumsregulatoren,besonnesch wann se zesumme benotzt ginn, fir de Weessrendement ze verbesseren.
Schnell Ännerungen am Klima a bei landwirtschaftleche Praktiken erhéijen d'Degradatioun vun den landwirtschaftlechen Ökosystemer1. Eng vun de schlëmmste Konsequenze ass d'Versalzung vum Land, déi d'global Liewensmëttelsécherheet2 bedroht. D'Versalzung betrëfft de Moment ongeféier 20% vun der Akerland weltwäit, an dës Zuel kéint bis 2050 op 50% klammen3. Salz-Alkalistress kann osmotesche Stress an de Kulturwuerzele verursaachen, wat den ionesche Gläichgewiicht an der Planz4 stéiert. Sou negativ Konditioune kënnen och zu engem beschleunegten Ofbau vum Chlorophyll, reduzéierten Fotosyntheseraten a Stoffwiesselstéierunge féieren, wat schlussendlech zu engem reduzéierte Planzerendement5,6 féiert. Ausserdeem ass eng heefeg eescht Auswierkung déi erhéicht Generatioun vu reaktive Sauerstoffspezies (ROS), déi oxidativen Schued u verschiddene Biomoleküle verursaache kënnen, dorënner DNA, Proteinen a Lipiden7.
Weess (Triticum aestivum) ass eng vun de wichtegste Getreidekulturen op der Welt. Et ass net nëmmen déi am meeschte verbreet Getreidekultur, mä och eng wichteg kommerziell Kultur. Weess ass awer empfindlech op Salz, wat säi Wuesstum hemme kann, seng physiologesch a biochemesch Prozesser stéiere kann a säin Ertrag däitlech reduzéiere kann. Déi wichtegst Strategien fir d'Auswierkunge vum Salzstress ze reduzéieren, sinn d'genesch Modifikatioun an d'Benotzung vu Planzewuesstumsregulatoren. Genetesch modifizéiert Organismen (GM) sinn d'Benotzung vu Genbearbeitung an aner Techniken fir salztolerant Weesszorten z'entwéckelen. Op der anerer Säit verbesseren d'Planzewuesstumsregulatoren d'Salztoleranz am Weess andeems se physiologesch Aktivitéiten a Niveaue vu salzverwandte Substanzen reguléieren, wouduerch Stressschued reduzéiert gëtt. Dës Reguléierer si generell méi akzeptéiert a wäit verbreet wéi transgen Approchen. Si kënnen d'Planzentoleranz géint verschidde abiotesch Stressfaktoren wéi Salzgehalt, Dréchent a Schwéiermetaller verbesseren, a Somkeimung, Nährstoffopnam a reproduktive Wuesstum förderen, wouduerch d'Ertrag an d'Qualitéit vun de Kulturen eropgoen. Planzewuesstumsregulatoren si kritesch fir de Wuesstum vun de Kulturen ze garantéieren an den Ertrag an d'Qualitéit ze erhalen wéinst hirer Ëmweltfrëndlechkeet, einfacher Benotzung, Käschteeffizienz a Praktikabilitéit. 13 Well dës Modulatoren awer ähnlech Wierkungsmechanismen hunn, ass d'Benotzung vun engem vun hinnen eleng net ëmmer effektiv. Eng Kombinatioun vu Wuestumsregulatoren ze fannen, déi d'Salztoleranz beim Weess verbessere kënnen, ass entscheedend fir d'Weesszucht ënner gënschtege Konditiounen, wat d'Erträg erhéicht an d'Liewensmëttelsécherheet garantéiert.
Et gëtt keng Studien, déi déi kombinéiert Notzung vun TU an Arg ënnersichen. Et ass net kloer, ob dës innovativ Kombinatioun synergistesch de Weesswuesstum ënner Salzstress fërdere kann. Dofir war d'Zil vun dëser Studie ze bestëmmen, ob dës zwee Wuestumsregulatoren synergistesch déi negativ Auswierkunge vum Salzstress op Weess lindern kënnen. Zu dësem Zweck hu mir en hydroponescht Weess-Setup-Experiment mat kuerzer Dauer duerchgefouert, fir d'Virdeeler vun der kombinéierter Notzung vun TU an Arg op Weess ënner Salzstress z'ënnersichen, mat engem Fokus op den Redox- an den ionesche Gläichgewiicht vun de Planzen. Mir hunn d'Hypothes opgestallt, datt d'Kombinatioun vun TU an Arg synergistesch kéint funktionéieren, fir den duerch Salzstress induzéierten oxidativen Schued ze reduzéieren an den ioneschen Ongläichgewiicht ze kontrolléieren, wouduerch d'Salztoleranz am Weess verbessert gëtt.
Den MDA-Gehalt vun de Prouwe gouf mat der Thiobarbitursäuremethod bestëmmt. Genau 0,1 g frësch Proufpulver ofweegen, 10 Minutte laang mat 1 ml 10% Trichloressigsäure extrahéieren, 20 Minutte laang bei 10.000 g zentrifugéieren an den Iwwerstand sammelen. Den Extrakt gouf mat engem gläiche Volumen vun 0,75% Thiobarbitursäure gemëscht an 15 Minutte laang bei 100 °C inkubéiert. Nom Inkubéieren gouf den Iwwerstand duerch Zentrifugatioun gesammelt, an d'OD-Wäerter bei 450 nm, 532 nm a 600 nm goufen gemooss. D'MDA-Konzentratioun gouf wéi follegt berechent:
Ähnlech wéi bei der 3-Deeg Behandlung huet d'Applikatioun vun Arg an Tu och d'Aktivitéit vun den Antioxidant-Enzymer vu Weessseeme bei der 6-Deeg Behandlung däitlech erhéicht. D'Kombinatioun vun TU an Arg war ëmmer nach am effektivsten. Wéi och ëmmer, 6 Deeg no der Behandlung hunn d'Aktivitéite vun de véier Antioxidant-Enzymer ënner verschiddene Behandlungsbedéngungen eng Réckgangstendenz am Verglach zu 3 Deeg no der Behandlung gewisen (Figur 6).
D'Fotosynthese ass d'Basis vun der Akkumulatioun vun der Dréchestoff a Planzen a geschitt a Chloroplasten, déi extrem empfindlech op Salz reagéieren. Salzstress kann zu enger Oxidatioun vun der Plasmamembran, enger Stéierung vum zellulären osmotesche Gläichgewiicht, Schied un der Ultrastruktur vun de Chloroplasten36 féieren, zu enger Ofbau vum Chlorophyll féieren, d'Aktivitéit vu Calvin-Zyklus-Enzymen (inklusiv Rubisco) reduzéieren an den Elektronentransfer vu PS II op PS I37 reduzéieren. Zousätzlech kann de Salzstress de Schließen vun de Stomata induzéieren, wouduerch d'CO2-Konzentratioun am Blat reduzéiert an d'Fotosynthese hemmt38. Eis Resultater hunn fréier Erkenntnisser bestätegt, datt Salzstress d'Stomataleitfäegkeet a Weess reduzéiert, wat zu enger reduzéierter Blattranspiratiounsquote an enger reduzéierter intrazellulärer CO2-Konzentratioun féiert, wat schlussendlech zu enger reduzéierter Fotosynthesekapazitéit a reduzéierter Biomass vum Weess féiert (Fig. 1 an 3). Besonnesch d'Applikatioun vun TU an Arg kéint d'Fotosyntheseeffizienz vu Weessplanzen ënner Salzstress verbesseren. D'Verbesserung vun der Fotosyntheseeffizienz war besonnesch bedeitend, wann TU an Arg gläichzäiteg ugewannt goufen (Fig. 3). Dëst kéint doduerch bedingt sinn, datt TU an Arg d'Ouverture a Schließung vun de Stomata reguléieren, wouduerch d'Fotosyntheseeffizienz verbessert gëtt, wat vu fréiere Studien ënnerstëtzt gëtt. Zum Beispill hunn de Bencarti et al. festgestallt, datt TU ënner Salzstress d'Stomataleitfäegkeet, d'CO2-Assimilatiounsquote an déi maximal Quanteeffizienz vun der PSII-Photochemie an Atriplex portulacoides L.39 däitlech erhéicht huet. Och wann et keng direkt Berichter gëtt, déi beweisen, datt Arg d'Ouverture a Schließung vun de Stomata a Planzen, déi Salzstress ausgesat sinn, reguléiere kann, hunn de Silveira et al. ugedeit, datt Arg den Gasaustausch a Blieder ënner Dréchentbedingungen fördere kann22.
Zesummegefaasst weist dës Studie drop hin, datt trotz hiren ënnerschiddleche Wierkungsmechanismen a physikochemeschen Eegeschaften, TU an Arg eng vergläichbar Resistenz géint NaCl-Stress bei Weesskeimlinger ubidden kënnen, besonnesch wa se zesumme benotzt ginn. D'Applikatioun vun TU an Arg kann den Antioxidant-Enzym-Verteidegungssystem vu Weesskeimlinger aktivéieren, den ROS-Gehalt reduzéieren an d'Stabilitéit vun de Membranlipiden erhalen, wouduerch d'Photosynthese an den Na+/K+ Gläichgewiicht bei de Keimlinger erhale bleiwen. Dës Studie huet awer och Aschränkungen; obwuel de synergisteschen Effekt vun TU an Arg bestätegt a säi physiologesche Mechanismus bis zu engem gewësse Grad erkläert gouf, bleift de méi komplexe molekulare Mechanismus onkloer. Dofir ass eng weider Studie vum synergistesche Mechanismus vun TU an Arg mat Hëllef vun transkriptomeschen, metabolomeschen an anere Methoden néideg.
D'Datensätz, déi während der aktueller Studie benotzt an/oder analyséiert goufen, sinn op Ufro vum jeweilegen Auteur verfügbar.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 19. Mee 2025