Gandrīz 7,0% no pasaules kopējās sauszemes platības ir ietekmēti sāļuma līmeņa1, kas nozīmē, ka vairāk nekā 900 miljonus hektāru zemes pasaulē ietekmē gan sāļums, gan nātrija sāļums2, kas veido 20% no kultivētās zemes un 10% no apūdeņotās zemes. Aizņem pusi no platības un tai ir augstāks sāls saturs3. Sāļā augsne ir liela problēma, ar ko saskaras Pakistānas lauksaimniecība4,5. No tās aptuveni 6,3 miljonus hektāru jeb 14% no apūdeņotās zemes pašlaik ietekmē sāļums6.
Abiotiskais stress var mainītaugu augšanas hormonsreakciju, kā rezultātā samazinās kultūraugu augšana un galīgā raža7. Kad augi tiek pakļauti sāls stresam, tiek izjaukts līdzsvars starp reaktīvo skābekļa sugu (ROS) veidošanos un antioksidantu enzīmu dzēšanas efektu, kā rezultātā augi cieš no oksidatīvā stresa8. Augiem ar augstāku antioksidantu enzīmu (gan konstitutīvo, gan inducējamo) koncentrāciju ir veselīga izturība pret oksidatīviem bojājumiem, piemēram, superoksīda dismutāzi (SOD), gvajakola peroksidāzi (POD), peroksidāzes katalāzi (CAT), askorbāta peroksidāzi (APOX) un glutationa reduktāzi (GR), kas var uzlabot augu sāls toleranci sāls stresa apstākļos9. Turklāt ir ziņots, ka fitohormoniem ir regulējoša loma augu augšanā un attīstībā, ieprogrammētā šūnu nāvē un izdzīvošanā mainīgos vides apstākļos10. Triakontanols ir piesātināts primārais spirts, kas ir augu epidermas vaska sastāvdaļa un kam piemīt augu augšanu veicinošas īpašības11,12, kā arī augšanu veicinošas īpašības zemās koncentrācijās13. Lapu apstrāde var ievērojami uzlabot fotosintēzes pigmentu stāvokli, izšķīdušo vielu uzkrāšanos, augšanu un biomasas ražošanu augos14,15. Triakontanola lietošana caur lapām var uzlabot augu stresa toleranci,16 regulējot vairāku antioksidantu enzīmu aktivitāti,17 palielinot osmoprotektantu saturu augu lapu audos11,18,19 un uzlabojot svarīgu minerālvielu K+ un Ca2+, bet ne Na+, uzņemšanas reakciju.14 Turklāt triakontanols stresa apstākļos rada vairāk reducējošo cukuru, šķīstošo olbaltumvielu un aminoskābju20,21,22.
Dārzeņi ir bagāti ar fitoķīmiskām vielām un barības vielām, un tie ir svarīgi daudziem vielmaiņas procesiem cilvēka organismā23. Dārzeņu ražošanu apdraud pieaugošais augsnes sāļums, īpaši apūdeņotās lauksaimniecības zemēs, kas saražo 40,0% no pasaules pārtikas24. Dārzeņu kultūras, piemēram, sīpoli, gurķi, baklažāni, paprika un tomāti, ir jutīgas pret sāļumu25, un gurķis ir svarīgs dārzenis cilvēku uzturam visā pasaulē26. Sāls stresam ir būtiska ietekme uz gurķu augšanas ātrumu, tomēr sāļuma līmenis virs 25 mM izraisa ražas samazinājumu līdz pat 13%27,28. Sāļuma kaitīgā ietekme uz gurķiem izraisa augu augšanas un ražas samazināšanos5,29,30. Tāpēc šī pētījuma mērķis bija novērtēt triakontanola lomu sāls stresa mazināšanā gurķu genotipos un novērtēt triakontanola spēju veicināt augu augšanu un produktivitāti. Šī informācija ir arī ļoti svarīga, lai izstrādātu stratēģijas, kas piemērotas sāļām augsnēm. Turklāt mēs noteicām jonu homeostāzes izmaiņas gurķu genotipos NaCl stresa apstākļos.
Triakontanola ietekme uz neorganiskajiem osmotiskajiem regulatoriem četru gurķu genotipu lapās normālā un sāls stresa apstākļos.
Kad gurķu genotipi tika sēti sāls stresa apstākļos, kopējais augļu skaits un vidējais augļu svars bija ievērojami samazināts (4. att.). Šis samazinājums bija izteiktāks Summer Green un 20252 genotipiem, savukārt Marketmore un Green Long saglabāja vislielāko augļu skaitu un svaru pēc sāļuma iedarbības. Triakontanola lietošana uz lapām mazināja sāls stresa nelabvēlīgo ietekmi un palielināja augļu skaitu un svaru visos novērtētajos genotipos. Tomēr ar triakontanolu apstrādātais Marketmore audzējs stresa un kontrolētos apstākļos ražoja vislielāko augļu skaitu ar lielāku vidējo svaru salīdzinājumā ar neapstrādātiem augiem. Summer Green un 20252 bija vislielākais šķīstošo cietvielu saturs gurķu augļos, un to rezultāti bija vāji, salīdzinot ar Marketmore un Green Long genotipiem, kuriem bija viszemākā kopējā šķīstošo cietvielu koncentrācija.
Triakontanola ietekme uz četru gurķu genotipu ražu normālos un sāls stresa apstākļos.
Optimālā triakontanola koncentrācija bija 0,8 mg/l, kas ļāva mazināt pētīto genotipu letālo ietekmi sāls stresa un bezstresa apstākļos. Tomēr triakontanola ietekme uz Green-Long un Marketmore bija acīmredzamāka. Ņemot vērā šo genotipu sāls tolerances potenciālu un triakontanola efektivitāti sāls stresa ietekmes mazināšanā, ir iespējams ieteikt audzēt šos genotipus sāļās augsnēs, apsmidzinot tos ar triakontanolu caur lapām.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 27. novembris