Klimata pārmaiņas un straujais iedzīvotāju skaita pieaugums ir kļuvuši par galvenajiem izaicinājumiem globālajai pārtikas nodrošinājumam. Viens daudzsološs risinājums ir izmantotaugu augšanas regulatori(PGR), lai palielinātu ražu un pārvarētu nelabvēlīgus augšanas apstākļus, piemēram, tuksneša klimatu. Nesen karotinoīds zaksinons un divi tā analogi (MiZax3 un MiZax5) ir uzrādījuši daudzsološu augšanu veicinošu aktivitāti graudaugu un dārzeņu kultūrās siltumnīcas un lauka apstākļos. Šeit mēs tālāk pētījām dažādu MiZax3 un MiZax5 koncentrāciju (5 μM un 10 μM 2021. gadā; 2,5 μM un 5 μM 2022. gadā) ietekmi uz divu augstvērtīgu dārzeņu kultūru – kartupeļu un Saūda Arābijas zemeņu – augšanu un ražu Kambodžā. Piecos neatkarīgos lauka izmēģinājumos no 2021. līdz 2022. gadam abu MiZax lietošana ievērojami uzlaboja augu agronomiskās īpašības, ražas komponentus un kopējo ražu. Jāatzīmē, ka MiZax tiek lietots daudz mazākās devās nekā humīnskābe (plaši izmantots komerciāls savienojums, kas šeit izmantots salīdzinājumam). Tādējādi mūsu rezultāti liecina, ka MiZax ir ļoti daudzsološs augu augšanas regulators, ko var izmantot dārzeņu kultūru augšanas un ražas stimulēšanai pat tuksneša apstākļos un relatīvi zemās koncentrācijās.
Saskaņā ar Apvienoto Nāciju Organizācijas Pārtikas un lauksaimniecības organizācijas (FAO) datiem, mūsu pārtikas ražošanas sistēmām līdz 2050. gadam ir gandrīz trīskāršojoties, lai pabarotu pieaugošo pasaules iedzīvotāju skaitu (FAO: līdz 2050. gadam pasaulei būs nepieciešams par 70% vairāk pārtikas1). Faktiski straujais iedzīvotāju skaita pieaugums, piesārņojums, kaitēkļu pārvietošanās un jo īpaši klimata pārmaiņu izraisītā augstā temperatūra un sausums ir globālās pārtikas nodrošinājuma problēmas2. Šajā sakarā lauksaimniecības kultūru bruto ražas palielināšana suboptimālos apstākļos ir viens no neapstrīdamiem risinājumiem šai aktuālajai problēmai. Tomēr augu augšana un attīstība galvenokārt ir atkarīga no barības vielu pieejamības augsnē, un to ievērojami ierobežo nelabvēlīgi vides faktori, tostarp sausums, sāļums vai biotiskais stress3,4,5. Šie stresa faktori var negatīvi ietekmēt kultūraugu veselību un attīstību un galu galā samazināt ražu6. Turklāt ierobežotie saldūdens resursi būtiski ietekmē kultūraugu apūdeņošanu, savukārt globālās klimata pārmaiņas neizbēgami samazina aramzemes platību, un tādi notikumi kā karstuma viļņi samazina kultūraugu produktivitāti7,8. Augsta temperatūra ir izplatīta daudzās pasaules daļās, tostarp Saūda Arābijā. Biostimulantu vai augu augšanas regulatoru (AGR) lietošana ir labvēlīga augšanas cikla saīsināšanai un ražas palielināšanai. Tā var uzlabot kultūraugu izturību un ļaut augiem tikt galā ar nelabvēlīgiem augšanas apstākļiem9. Šajā sakarā biostimulantus un augu augšanas regulatorus var lietot optimālās koncentrācijās, lai uzlabotu augu augšanu un produktivitāti10,11.
Karotinoīdi ir tetraterpenoīdi, kas kalpo arī kā prekursori fitohormoniem abscisīnskābei (ABA) un strigolaktona (SL)12,13,14, kā arī nesen atklātajiem augšanas regulatoriem zaksinonam, anorēnam un ciklocitrālam15,16,17,18,19. Tomēr lielākajai daļai faktisko metabolītu, tostarp karotinoīdu atvasinājumiem, ir ierobežoti dabiskie avoti un/vai tie ir nestabili, kas apgrūtina to tiešu izmantošanu šajā jomā. Tādēļ pēdējo gadu laikā ir izstrādāti un pārbaudīti vairāki ABA un SL analogi/mimetiķi lauksaimnieciskiem lietojumiem20,21,22,23,24,25. Līdzīgi mēs nesen izstrādājām zaksinona (MiZax) mimetiķus, kas ir augšanu veicinošs metabolīts, kas var ietekmēt savu iedarbību, uzlabojot cukura metabolismu un regulējot SL homeostāzi rīsu saknēs19,26. Zaksinona 3 (MiZax3) un MiZax5 mimetiķi (ķīmiskās struktūras parādītas 1.A attēlā) uzrādīja bioloģisko aktivitāti, kas ir salīdzināma ar zaksinonu savvaļas tipa rīsu augos, kas audzēti hidroponiski un augsnē26. Turklāt tomātu, dateļpalmu, zaļo papriku un ķirbju apstrāde ar zaksinonu, MiZax3 un MiZx5 uzlaboja augu augšanu un produktivitāti, t.i., papriku ražu un kvalitāti, gan siltumnīcas, gan atklātā lauka apstākļos, norādot uz to lomu kā biostimulantiem un PGR27 izmantošanu. Interesanti, ka MiZax3 un MiZax5 arī uzlaboja zaļo papriku sāls toleranci, kas audzētas paaugstināta sāļuma apstākļos, un MiZax3 palielināja cinka saturu augļos, kad tie tika iekapsulēti cinku saturošos metālorganiskos karkasos7,28.
(A) MiZax3 un MiZax5 ķīmiskās struktūras. (B) MZ3 un MZ5 lapotnes izsmidzināšanas ietekme uz kartupeļu augiem atklātā lauka apstākļos 5 µM un 10 µM koncentrācijās. Eksperiments notiks 2021. gadā. Dati ir norādīti kā vidējais ± SD. n≥15. Statistiskā analīze tika veikta, izmantojot vienvirziena dispersijas analīzi (ANOVA) un Tukey post hoc testu. Zvaigznītes norāda statistiski nozīmīgas atšķirības salīdzinājumā ar simulāciju (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, nav statistiski nozīmīga). HA – humīnskābe; MZ3, MiZax3, MiZax5; HA – humīnskābe; MZ3, MiZax3, MiZax5;
Šajā darbā mēs novērtējām MiZax (MiZax3 un MiZax5) trīs lapotnes koncentrācijās (5 µM un 10 µM 2021. gadā un 2,5 µM un 5 µM 2022. gadā) un salīdzinājām tos ar kartupeļiem (Solanum tuberosum L). Komerciālais augšanas regulators humīnskābe (HA) tika salīdzināta ar zemenēm (Fragaria ananassa) zemeņu siltumnīcu izmēģinājumos 2021. un 2022. gadā, kā arī četros lauka izmēģinājumos Saūda Arābijas Karalistē, kas ir tipisks tuksneša klimata reģions. Lai gan HA ir plaši izmantots biostimulants ar daudzām labvēlīgām sekām, tostarp barības vielu pieejamības palielināšanu augsnē un kultūraugu augšanas veicināšanu, regulējot hormonālo homeostāzi, mūsu rezultāti liecina, ka MiZax ir pārāks par HA.
Diamond šķirnes kartupeļu bumbuļi tika iegādāti no Jabbar Nasser Al Bishi Trading Company, Džida, Saūda Arābija. Divu zemeņu šķirņu “Sweet Charlie” un “Festival” stādi un humīnskābe tika iegādāti no Modern Agritech Company, Rijāda, Saūda Arābija. Viss šajā darbā izmantotais augu materiāls atbilst IUCN politikas paziņojumam par pētījumiem, kas saistīti ar apdraudētajām sugām, un Konvencijai par tirdzniecību ar apdraudētajām savvaļas dzīvnieku un augu sugām.
Eksperimenta vieta atrodas Hada Al-Sham, Saūda Arābijā (21°48′3″N, 39°43′25″E). Augsne ir mālsmilts, pH 7,8, EC 1,79 dcm-130. Augsnes īpašības ir parādītas 1. papildtabulā.
Trīs zemeņu (Fragaria x ananassa D. var. Festival) stādi īsto lapu stadijā tika sadalīti trīs grupās, lai novērtētu lapotnes izsmidzināšanas ar 10 μM MiZax3 un MiZax5 ietekmi uz augšanas īpašībām un ziedēšanas laiku siltumnīcas apstākļos. Kā modelēšanas apstrāde tika izmantota lapu izsmidzināšana ar ūdeni (kas satur 0,1% acetona). MiZax lapotnes izsmidzināšana tika veikta 7 reizes ar vienas nedēļas intervālu. Divi neatkarīgi eksperimenti tika veikti attiecīgi 2021. gada 15. un 28. septembrī. Katra savienojuma sākuma deva ir 50 ml, un pēc tam pakāpeniski palielināta līdz galīgajai devai 250 ml. Divas nedēļas pēc kārtas katru dienu tika reģistrēts ziedošo augu skaits, un ziedēšanas ātrums tika aprēķināts ceturtās nedēļas sākumā. Lai noteiktu augšanas pazīmes, lapu skaits, auga svaigsvars un saussvars, kopējā lapu platība un stolonu skaits uz auga tika mērīti augšanas fāzes beigās un reproduktīvās fāzes sākumā. Lapu laukums tika mērīts, izmantojot lapu laukuma mērītāju, un svaigi paraugi tika žāvēti cepeškrāsnī 100 °C temperatūrā 48 stundas.
Tika veikti divi lauka izmēģinājumi: agra un vēla aršana. “Diamant” šķirnes kartupeļu bumbuļi tiek stādīti novembrī un februārī ar attiecīgi agru un vēlu nogatavošanās periodu. Biostimulanti (MiZax-3 un -5) tiek izmantoti koncentrācijās 5,0 un 10,0 µM (2021. gadā) un 2,5 un 5,0 µM (2022. gadā). Humīnskābi (HA) izsmidzina 1 g/l 8 reizes nedēļā. Kā negatīvā kontrole tika izmantots ūdens vai acetons. Lauka testa dizains ir parādīts (1. papildattēls). Lauka eksperimentu veikšanai tika izmantots nejaušināts pilna bloka dizains (RCBD) ar parauglaukuma platību 2,5 m × 3,0 m. Katra apstrāde tika atkārtota trīs reizes kā neatkarīgi atkārtojumi. Attālums starp katru parauglaukumu ir 1,0 m, un attālums starp katru bloku ir 2,0 m. Attālums starp augiem ir 0,6 m, attālums starp rindām ir 1 m. Kartupeļu augi tika laistīti katru dienu ar pilienveida laistīšanas metodi ar ātrumu 3,4 l uz katru pilinātāju. Sistēma darbojas divas reizes dienā 10 minūtes katru reizi, lai nodrošinātu augus ar ūdeni. Tika piemērotas visas ieteicamās agrotehniskās metodes kartupeļu audzēšanai sausuma apstākļos31. Četrus mēnešus pēc iestādīšanas auga augstums (cm), zaru skaits uz auga, kartupeļu sastāvs un raža, kā arī bumbuļu kvalitāte tika mērīta, izmantojot standarta metodes.
Lauka apstākļos tika testēti divu zemeņu šķirņu (Sweet Charlie un Festival) stādi. Biostimulanti (MiZax-3 un -5) tika izmantoti kā lapu smidzinātāji koncentrācijās 5,0 un 10,0 µM (2021. gadā) un 2,5 un 5,0 µM (2022. gadā) astoņas reizes nedēļā. Lapu smidzinātājam paralēli MiZax-3 un -5 tika izmantots 1 g HA uz litru, bet kā negatīvo kontroli tika izmantots H2O kontroles maisījums vai acetons. Zemeņu stādi tika stādīti 2,5 x 3 m lielā lauciņā novembra sākumā ar augu atstarpi 0,6 m un rindu atstarpi 1 m. Eksperiments tika veikts Karaliskās dārza laboratorijā (RCBD) un atkārtots trīs reizes. Augi tika laistīti 10 minūtes katru dienu plkst. 7:00 un 17:00, izmantojot pilienveida apūdeņošanas sistēmu, kas sastāvēja no pilinātājiem, kas izvietoti 0,6 m attālumā viens no otra un kuru tilpums bija 3,4 l. Agrotehniskie komponenti un ražas parametri tika mērīti augšanas sezonas laikā. Augļu kvalitāte, tostarp TSS (%), C vitamīns32, skābums un kopējie fenola savienojumi33, tika novērtēta Karaļa Abdulaziza universitātes Pēcražas fizioloģijas un tehnoloģiju laboratorijā.
Dati ir izteikti kā vidējie rādītāji, un variācijas ir izteiktas kā standartnovirzes. Statistiskā nozīmība tika noteikta, izmantojot vienvirziena ANOVA (vienvirziena ANOVA) vai divvirzienu ANOVA, izmantojot Tukey daudzkārtējo salīdzināšanas testu ar varbūtības līmeni p < 0,05, vai divpusēju Student t testu, lai noteiktu nozīmīgas atšķirības (*p < 0,05, * *p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001). Visas statistiskās interpretācijas tika veiktas, izmantojot GraphPad Prism 8.3.0 versiju. Asociācijas tika pārbaudītas, izmantojot galveno komponentu analīzi (PCA), daudzfaktoru statistisko metodi, izmantojot R pakotni 34.
Iepriekšējā ziņojumā mēs parādījām MiZax augšanu veicinošo aktivitāti dārzkopības augos 5 un 10 μM koncentrācijās un uzlabojām hlorofila indikatoru augsnes augu testā (SPAD)27. Pamatojoties uz šiem rezultātiem, mēs izmantojām tās pašas koncentrācijas, lai 2021. gadā lauka izmēģinājumos tuksneša klimatā novērtētu MiZax ietekmi uz kartupeļiem, kas ir svarīga globāla pārtikas kultūra. Mūs īpaši interesēja pārbaudīt, vai MiZax varētu palielināt cietes, fotosintēzes gala produkta, uzkrāšanos. Kopumā MiZax lietošana uzlaboja kartupeļu augu augšanu salīdzinājumā ar humīnskābi (HA), kā rezultātā palielinājās auga augstums, biomasa un zaru skaits (1.B att.). Turklāt mēs novērojām, ka 5 μM MiZax3 un MiZax5 spēcīgāk ietekmēja auga augstuma, zaru skaita un auga biomasas palielināšanos salīdzinājumā ar 10 μM (1.B attēls). Līdztekus uzlabotai augšanai MiZax palielināja arī ražu, ko mēra pēc novākto bumbuļu skaita un svara. Kopējais labvēlīgais efekts bija mazāk izteikts, ja MiZax tika ievadīts 10 μM koncentrācijā, kas liecina, ka šie savienojumi jāievada koncentrācijās, kas ir zemākas par šo (1.B attēls). Turklāt mēs nenovērojām atšķirības visos reģistrētajos parametros starp acetona (izmēģinājuma) un ūdens (kontroles) apstrādi, kas liecina, ka novēroto augšanas modulācijas efektu neizraisīja šķīdinātājs, kas atbilst mūsu iepriekšējam ziņojumam27.
Tā kā kartupeļu audzēšanas sezona Saūda Arābijā sastāv no agrīnas un vēlas nobriešanas, 2022. gadā mēs veicām otro lauka pētījumu, izmantojot zemas koncentrācijas (2,5 un 5 µM) divu sezonu laikā, lai novērtētu atklāto lauku sezonālo ietekmi (2.A papildattēls). Kā paredzēts, abas 5 μM MiZax lietošanas reizes radīja augšanu veicinošu efektu, kas līdzīgs pirmajam izmēģinājumam: palielinājās auga augstums, palielinājās zarošanās, palielinājās biomasa un palielinājās bumbuļu skaits (2. att.; S3. papildattēls). Svarīgi ir tas, ka mēs novērojām būtisku šo PGR efektu 2,5 μM koncentrācijā, savukārt GA apstrāde neuzrādīja paredzēto efektu. Šis rezultāts liecina, ka MiZax var lietot pat zemākās koncentrācijās nekā paredzēts. Turklāt MiZax lietošana arī palielināja bumbuļu garumu un platumu (2.B papildattēls). Mēs arī konstatējām ievērojamu bumbuļu svara pieaugumu, bet 2,5 µM koncentrācija tika lietota tikai abās stādīšanas sezonās;
MiZax ietekmes uz agri nogatavojošiem kartupeļu augiem augu fenotipiskais novērtējums VKV laukā, veikts 2022. gadā. Dati atspoguļo vidējo vērtību ± standartnovirzi. n≥15. Statistiskā analīze tika veikta, izmantojot vienvirziena dispersijas analīzi (ANOVA) un Tukey post hoc testu. Zvaigznītes norāda statistiski nozīmīgas atšķirības salīdzinājumā ar simulāciju (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, nav statistiski nozīmīga). HA – humīnskābe; MZ3, MiZax3, MiZax5; HA – humīnskābe; MZ3, MiZax3, MiZax5;
Lai labāk izprastu apstrādes (T) un gada (Y) ietekmi, to mijiedarbības (T x Y) pārbaudei tika izmantota divvirzienu ANOVA. Lai gan visi biostimulanti (T) būtiski palielināja kartupeļu auga augstumu un biomasu, tikai MiZax3 un MiZax5 būtiski palielināja bumbuļu skaitu un svaru, kas norāda, ka kartupeļu bumbuļu divvirzienu reakcija uz abiem MiZax bija būtībā līdzīga (3. att.)). Turklāt sezonas sākumā laiks (https://www.timeanddate.com/weather/saudi-arabia/jeddah/climate) kļūst karstāks (vidēji 28 °C un mitrums 52% (2022. gadā), kas būtiski samazina kopējo bumbuļu biomasu (2. att.; papildu S3. att.).
Izpētiet 5 µm apstrādes (T), gada (Y) un to mijiedarbības (T x Y) ietekmi uz kartupeļiem. Dati apzīmē vidējo vērtību ± standartnovirzi. n ≥ 30. Statistiskā analīze tika veikta, izmantojot divvirzienu dispersijas analīzi (ANOVA). Zvaigznītes norāda statistiski nozīmīgas atšķirības salīdzinājumā ar simulāciju (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, nav statistiski nozīmīga). HA – humīnskābe; MZ3, MiZax3, MiZax5;
Tomēr apstrāde ar Myzax joprojām stimulēja vēlu nobriestošu augu augšanu. Kopumā mūsu trīs neatkarīgie eksperimenti neapšaubāmi parādīja, ka MiZax lietošanai ir būtiska ietekme uz auga struktūru, palielinot zaru skaitu. Faktiski pēc apstrādes ar MiZax pastāvēja ievērojama divvirzienu mijiedarbības ietekme starp (T) un (Y) uz zaru skaitu (3. att.). Šis rezultāts atbilst to aktivitātei kā strigolaktona (SL) biosintēzes negatīviem regulatoriem26. Turklāt mēs iepriekš esam pierādījuši, ka apstrāde ar Zaxinone izraisa cietes uzkrāšanos rīsu saknēs35, kas var izskaidrot kartupeļu bumbuļu izmēra un svara palielināšanos pēc apstrādes ar MiZax, jo bumbuļi galvenokārt sastāv no cietes.
Augļu kultūras ir nozīmīgi ekonomiskie augi. Zemenes ir jutīgas pret abiotiskiem stresa apstākļiem, piemēram, sausumu un augstu temperatūru. Tāpēc mēs pētījām MiZax ietekmi uz zemenēm, apsmidzinot lapas. Vispirms mēs nodrošinājām MiZax koncentrācijā 10 µM, lai novērtētu tā ietekmi uz zemeņu augšanu (šķirne Festival). Interesanti, ka mēs novērojām, ka MiZax3 ievērojami palielināja stolonu skaitu, kas atbilda palielinātai zarošanai, savukārt MiZax5 uzlaboja ziedēšanas ātrumu, augu biomasu un lapu platību siltumnīcas apstākļos (S4. papildattēls), kas liecina, ka šie divi savienojumi var bioloģiski atšķirties. Notikumi 26,27. Lai labāk izprastu to ietekmi uz zemenēm reālos lauksaimniecības apstākļos, mēs veicām lauka izmēģinājumus, 2021. gadā pielietojot 5 un 10 μM MiZax zemeņu augiem (šķirne Sweet Charlie), kas audzēti daļēji smilšainā augsnē (S5A. att.). Salīdzinot ar GC, mēs nenovērojām augu biomasas pieaugumu, bet konstatējām tendenci palielināties augļu skaitam (C6A.-B. att.). Tomēr MiZax lietošana ievērojami palielināja atsevišķu augļu svaru un liecināja par koncentrācijas atkarību (S5B. papildattēls; S6B. papildattēls), norādot uz šo augu augšanas regulatoru ietekmi uz zemeņu augļu kvalitāti, ja tos lieto tuksneša apstākļos.
Lai saprastu, vai augšanas veicināšanas efekts ir atkarīgs no šķirnes veida, mēs izvēlējāmies divas komerciālas zemeņu šķirnes Saūda Arābijā (Sweet Charlie un Festival) un 2022. gadā veicām divus lauka pētījumus, izmantojot zemu MiZax koncentrāciju (2,5 un 5 µM). Sweet Charlie gadījumā, lai gan kopējais augļu skaits būtiski nepalielinājās, augļu biomasa parasti bija lielāka augiem, kas apstrādāti ar MiZax, un augļu skaits vienā lauciņā palielinājās pēc MiZax3 apstrādes (4. att.). Šie dati vēl vairāk liecina, ka MiZax3 un MiZax5 bioloģiskā aktivitāte var atšķirties. Turklāt pēc apstrādes ar Myzax mēs novērojām augu svaigmasas un sausnas palielināšanos, kā arī augu dzinumu garuma palielināšanos. Attiecībā uz stolonu un jauno augu skaitu mēs konstatējām pieaugumu tikai pie 5 μM MiZax (4. att.), kas norāda, ka optimāla MiZax koordinācija ir atkarīga no augu sugas.
MiZax ietekme uz augu struktūru un zemeņu ražu (Sweet Charlie šķirne) no KAU laukiem, veikta 2022. gadā. Dati atspoguļo vidējo vērtību ± standartnovirze. n ≥ 15, bet augļu skaits vienā lauciņā tika aprēķināts vidēji no 15 augiem no trim lauciņiem (n = 3). Statistiskā analīze tika veikta, izmantojot vienvirziena dispersijas analīzi (ANOVA) un Tukey post hoc testu vai divpusēju Student t testu. Zvaigznītes norāda statistiski nozīmīgas atšķirības salīdzinājumā ar simulāciju (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, nav statistiski nozīmīga). HA – humīnskābe; MZ3, MiZax3, MiZax5;
Līdzīgu augšanu stimulējošu aktivitāti saistībā ar augļu svaru un augu biomasu novērojām arī Festival šķirnes zemenēm (5. att.), tomēr mēs neatradām būtiskas atšķirības kopējā augļu skaitā uz vienu augu vai uz lauciņu (5. att.). Interesanti, ka MiZax lietošana palielināja auga garumu un stolonu skaitu, kas norāda, ka šos augu augšanas regulatorus var izmantot, lai uzlabotu augļu kultūru augšanu (5. att.). Turklāt mēs izmērījām vairākus bioķīmiskos parametrus, lai izprastu abu lauka savākto šķirņu augļu kvalitāti, taču mēs neieguvām nekādas atšķirības starp visām apstrādēm (S7. papildattēls; S8. papildattēls).
MiZax ietekme uz augu struktūru un zemeņu ražu VKV laukā (Festival šķirne), 2022. Dati ir vidējais rādītājs ± standartnovirze. n ≥ 15, bet augļu skaits vienā lauciņā tika aprēķināts vidēji no 15 augiem no trim lauciņiem (n = 3). Statistiskā analīze tika veikta, izmantojot vienvirziena dispersijas analīzi (ANOVA) un Tukey post hoc testu vai divpusēju Student t testu. Zvaigznītes norāda statistiski nozīmīgas atšķirības salīdzinājumā ar simulāciju (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, nav statistiski nozīmīga). HA – humīnskābe; MZ3, MiZax3, MiZax5;
Mūsu pētījumos ar zemenēm MiZax3 un MiZax5 bioloģiskā aktivitāte izrādījās atšķirīga. Vispirms mēs pārbaudījām apstrādes (T) un gada (Y) ietekmi uz to pašu šķirni (Sweet Charlie), izmantojot divvirzienu dispersiju, lai noteiktu to mijiedarbību (T x Y). Tādējādi GA neietekmēja zemeņu šķirni (Sweet Charlie), savukārt 5 μM MiZax3 un MiZax5 ievērojami palielināja augu un augļu biomasu (6. att.), norādot, ka abu MiZax divvirzienu mijiedarbība zemeņu kultūraugu audzēšanas veicināšanā ir ļoti līdzīga.
Novērtēt 5 µM apstrādes (T), gada (Y) un to mijiedarbības (T x Y) ietekmi uz zemenēm (šķirne Sweet Charlie). Dati atspoguļo vidējo vērtību ± standartnovirzi. n ≥ 30. Statistiskā analīze tika veikta, izmantojot divvirzienu dispersijas analīzi (ANOVA). Zvaigznītes norāda statistiski nozīmīgas atšķirības salīdzinājumā ar simulāciju (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, nav statistiski nozīmīga). HA – humīnskābe; MZ3, MiZax3, MiZax5;
Turklāt, ņemot vērā, ka MiZax aktivitāte abās šķirnēs nedaudz atšķīrās (4. att.; 5. att.), mēs veicām divvirzienu dispersiju analīzē (ANOVA), salīdzinot apstrādi (T) un abas šķirnes (C). Pirmkārt, neviena apstrāde neietekmēja augļu skaitu katrā lauciņā (7. att.), kas norāda uz būtisku mijiedarbību starp (T x C) un liek domāt, ka ne MiZax, ne HA neietekmē kopējo augļu skaitu. Turpretī MiZax (bet ne HA) būtiski palielināja auga svaru, augļu svaru, stolonu un jaunu augu skaitu (7. att.), kas norāda, ka MiZax3 un MiZax5 būtiski veicina dažādu zemeņu šķirņu augšanu. Pamatojoties uz divvirzienu dispersiju analīzē (T x Y) un (T x C), mēs varam secināt, ka MiZax3 un MiZax5 augšanu veicinošā aktivitāte lauka apstākļos ir ļoti līdzīga un konsekventa.
Zemeņu apstrādes novērtējums ar 5 µM (T), divām šķirnēm (C) un to mijiedarbību (T x C). Dati atspoguļo vidējo vērtību ± standartnovirzi. n ≥ 30, bet augļu skaits vienā lauciņā tika aprēķināts vidēji no 15 augiem no trim lauciņiem (n = 6). Statistiskā analīze tika veikta, izmantojot divvirzienu dispersijas analīzi (ANOVA). Zvaigznītes norāda statistiski nozīmīgas atšķirības salīdzinājumā ar simulāciju (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, nav statistiski nozīmīga). HA – humīnskābe; MZ3, MiZax3, MiZax5;
Visbeidzot, mēs izmantojām galveno komponentu analīzi (PCA), lai novērtētu pielietoto savienojumu ietekmi uz kartupeļiem (T x Y) un zemenēm (T x C). Šie attēli parāda, ka HA apstrāde ir līdzīga acetona iedarbībai kartupeļos vai ūdens iedarbībai zemenēs (8. attēls), norādot uz relatīvi nelielu pozitīvu ietekmi uz augu augšanu. Interesanti, ka MiZax3 un MiZax5 kopējā ietekme uz kartupeļiem uzrādīja vienādu sadalījumu (8.A attēls), savukārt šo divu savienojumu sadalījums zemenēs bija atšķirīgs (8.B attēls). Lai gan MiZax3 un MiZax5 uzrādīja galvenokārt pozitīvu sadalījumu augu augšanā un ražā, PCA analīze norādīja, ka augšanas regulēšanas aktivitāte var būt atkarīga arī no augu sugas.
Galveno komponentu analīze (PCA) (A) kartupeļiem (T x Y) un (B) zemenēm (T x C). Punktu diagrammas abām grupām. Līnija, kas savieno katru komponentu, ved uz kopas centru.
Rezumējot, pamatojoties uz mūsu pieciem neatkarīgiem lauka pētījumiem par divām augstvērtīgām kultūrām un saskaņā ar mūsu iepriekšējiem ziņojumiem no 2020. līdz 2022. gadam26,27, MiZax3 un MiZax5 ir daudzsološi augu augšanas regulatori, kas var uzlabot augu augšanu un ražu, tostarp graudaugu, kokaugu (dateļpalmu) un dārzkopības augļu kultūru26,27. Lai gan molekulārie mehānismi ārpus to bioloģiskās aktivitātes joprojām nav zināmi, tiem ir liels potenciāls lauka lietojumiem. Vislabākais ir tas, ka, salīdzinot ar humīnskābi, MiZax tiek lietots daudz mazākos daudzumos (mikromolārā vai miligramu līmenī), un pozitīvā ietekme ir izteiktāka. Tādējādi mēs lēšam MiZax3 devu vienā lietošanas reizē (no zemas līdz augstas koncentrācijas): 3, 6 vai 12 g/ha, un MiZx5 devu: 4, 7 vai 13 g/ha, padarot šos PGR noderīgus kultūraugu ražas uzlabošanai. Diezgan paveicams.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 29. jūlijs