Zmiany klimatyczne i szybki wzrost populacji stały się kluczowymi wyzwaniami dla globalnego bezpieczeństwa żywnościowego. Jednym z obiecujących rozwiązań jest wykorzystanieregulatory wzrostu roślin(PGR) w celu zwiększenia plonów i przezwyciężenia niekorzystnych warunków uprawy, takich jak klimat pustynny. Niedawno karotenoid zaksynon i dwa jego analogi (MiZax3 i MiZax5) wykazały obiecującą aktywność wspomagającą wzrost zbóż i warzyw w warunkach szklarniowych i polowych. W niniejszym badaniu zbadaliśmy dalej wpływ różnych stężeń MiZax3 i MiZax5 (5 μM i 10 μM w 2021 r.; 2,5 μM i 5 μM w 2022 r.) na wzrost i plon dwóch cennych upraw warzywnych w Kambodży: ziemniaka i truskawki saudyjskiej. Arabia. W pięciu niezależnych badaniach polowych przeprowadzonych w latach 2021–2022 zastosowanie obu MiZaxów znacząco poprawiło cechy agronomiczne roślin, skład plonu i plon całkowity. Warto zauważyć, że MiZax jest stosowany w znacznie niższych dawkach niż kwas huminowy (szeroko stosowany związek komercyjny, użyty tutaj dla porównania). Zatem nasze wyniki pokazują, że MiZax jest bardzo obiecującym regulatorem wzrostu roślin, który można stosować w celu stymulacji wzrostu i plonowania upraw warzywnych, nawet w warunkach pustynnych i przy stosunkowo niskich stężeniach.
Według Organizacji Narodów Zjednoczonych ds. Wyżywienia i Rolnictwa (FAO), nasze systemy produkcji żywności muszą się niemal potroić do 2050 roku, aby wyżywić rosnącą populację świata (FAO: Świat będzie potrzebował o 70% więcej żywności do 2050 roku1). W rzeczywistości szybki wzrost populacji, zanieczyszczenie, przemieszczanie się szkodników, a zwłaszcza wysokie temperatury i susze spowodowane zmianami klimatu to wyzwania stojące przed globalnym bezpieczeństwem żywnościowym2. W związku z tym zwiększenie plonów brutto upraw rolnych w warunkach suboptymalnych jest jednym z niepodważalnych rozwiązań tego palącego problemu. Jednak wzrost i rozwój roślin zależą głównie od dostępności składników odżywczych w glebie i są poważnie ograniczone przez niekorzystne czynniki środowiskowe, takie jak susza, zasolenie lub stres biotyczny3,4,5. Stresy te mogą negatywnie wpływać na zdrowie i rozwój upraw, a ostatecznie prowadzić do zmniejszenia plonów6. Ponadto ograniczone zasoby słodkiej wody poważnie wpływają na nawadnianie upraw, a globalne zmiany klimatu nieuchronnie zmniejszają powierzchnię gruntów ornych, a zdarzenia takie jak fale upałów obniżają wydajność upraw7,8. Wysokie temperatury są powszechne w wielu częściach świata, w tym w Arabii Saudyjskiej. Stosowanie biostymulatorów lub regulatorów wzrostu roślin (PGR) jest korzystne dla skrócenia cyklu wzrostu i maksymalizacji plonów. Może poprawić odporność upraw i umożliwić roślinom radzenie sobie z niekorzystnymi warunkami wzrostu9. W związku z tym biostymulatory i regulatory wzrostu roślin można stosować w optymalnych stężeniach, aby poprawić wzrost i produktywność roślin10,11.
Karotenoidy to tetraterpenoidy, które służą również jako prekursory fitohormonów kwasu abscysynowego (ABA) i strigolaktonu (SL)12,13,14, a także niedawno odkrytych regulatorów wzrostu: zaksynonu, anorenu i cyklocytralu15,16,17,18,19. Jednak większość rzeczywistych metabolitów, w tym pochodnych karotenoidów, ma ograniczone źródła naturalne i/lub jest niestabilna, co utrudnia ich bezpośrednie zastosowanie w tej dziedzinie. W związku z tym w ciągu ostatnich kilku lat opracowano i przetestowano kilka analogów/mimetyków ABA i SL do zastosowań rolniczych20,21,22,23,24,25. Podobnie, niedawno opracowaliśmy mimetyki zaksynonu (MiZax), metabolitu stymulującego wzrost, który może wywierać swoje działanie poprzez nasilenie metabolizmu cukrów i regulację homeostazy SL w korzeniach ryżu19,26. Mimetyki zaksynonu 3 (MiZax3) i MiZax5 (struktury chemiczne przedstawiono na rysunku 1A) wykazały aktywność biologiczną porównywalną z zaksynonem w dzikich roślinach ryżu uprawianych hydroponicznie i w glebie26. Ponadto traktowanie pomidorów, daktylowców, zielonej papryki i dyni zaksynonem, MiZax3 i MiZx5 poprawiło wzrost i produktywność roślin, tj. plon i jakość papryki, w warunkach szklarniowych i na otwartym polu, co wskazuje na ich rolę jako biostymulatorów i wykorzystanie PGR27. Co ciekawe, MiZax3 i MiZax5 poprawiły również tolerancję na sól zielonej papryki uprawianej w warunkach podwyższonego zasolenia, a MiZax3 zwiększył zawartość cynku w owocach po ich otoczeniu metaloorganicznymi strukturami zawierającymi cynk7,28.
(A) Struktury chemiczne MiZax3 i MiZax5. (B) Wpływ dolistnego opryskiwania MZ3 i MZ5 w stężeniach 5 µM i 10 µM na rośliny ziemniaka w warunkach otwartego pola. Doświadczenie odbędzie się w 2021 roku. Dane przedstawiono jako średnia ± SD. n≥15. Analizę statystyczną przeprowadzono przy użyciu jednokierunkowej analizy wariancji (ANOVA) i testu post hoc Tukeya. Gwiazdki oznaczają statystycznie istotne różnice w porównaniu z symulacją (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, nieistotne). HA – kwas huminowy; MZ3, MiZax3, MiZax5; HA – kwas huminowy; MZ3, MiZax3, MiZax5;
W niniejszej pracy oceniliśmy MiZax (MiZax3 i MiZax5) w trzech stężeniach dolistnych (5 µM i 10 µM w 2021 r. oraz 2,5 µM i 5 µM w 2022 r.) i porównaliśmy je ze stężeniem w ziemniaku (Solanum tuberosum L.). Komercyjny regulator wzrostu, kwas huminowy (HA), porównano z truskawkami (Fragaria ananassa) w badaniach szklarniowych z truskawkami w latach 2021 i 2022 oraz w czterech badaniach polowych w Królestwie Arabii Saudyjskiej, regionie o typowym klimacie pustynnym. Chociaż HA jest szeroko stosowanym biostymulatorem o wielu korzystnych efektach, w tym zwiększa dostępność składników odżywczych w glebie i wspomaga wzrost roślin poprzez regulację homeostazy hormonalnej, nasze wyniki wskazują, że MiZax jest lepszy od HA.
Bulwy ziemniaka odmiany Diamond zakupiono w firmie Jabbar Nasser Al Bishi Trading Company z Dżuddy w Arabii Saudyjskiej. Sadzonki dwóch odmian truskawek „Sweet Charlie” i „Festival” oraz kwas huminowy zakupiono w firmie Modern Agritech Company z Rijadu w Arabii Saudyjskiej. Cały materiał roślinny wykorzystany w niniejszej pracy jest zgodny z Polityką IUCN dotyczącą badań z udziałem gatunków zagrożonych oraz Konwencją o międzynarodowym handlu dzikimi zwierzętami i roślinami gatunków zagrożonych wyginięciem.
Miejsce eksperymentu znajduje się w Hada Al-Sham w Arabii Saudyjskiej (21°48′3″N, 39°43′25″E). Gleba jest piaszczysto-gliniasta, pH 7,8, EC 1,79 dcm-130. Właściwości gleby przedstawiono w tabeli uzupełniającej S1.
Trzy siewki truskawki (Fragaria × ananassa D. var. Festival) w fazie liści właściwych podzielono na trzy grupy w celu oceny wpływu oprysku dolistnego 10 μM MiZax3 i MiZax5 na cechy wzrostu i czas kwitnienia w warunkach szklarniowych. Opryskiwanie liści wodą (zawierającą 0,1% acetonu) zastosowano jako zabieg modelowy. Opryski dolistne MiZax stosowano 7 razy w odstępach tygodniowych. Dwa niezależne eksperymenty przeprowadzono odpowiednio 15 i 28 września 2021 r. Dawka początkowa każdego związku wynosiła 50 ml, a następnie stopniowo zwiększano ją do dawki końcowej 250 ml. Przez dwa kolejne tygodnie codziennie rejestrowano liczbę roślin kwitnących, a tempo kwitnienia obliczono na początku czwartego tygodnia. Aby określić cechy wzrostu, zmierzono liczbę liści, świeżą i suchą masę rośliny, całkowitą powierzchnię liści i liczbę rozłogów na roślinę pod koniec fazy wzrostu i na początku fazy reprodukcyjnej. Powierzchnię liści mierzono za pomocą miernika powierzchni liści, a świeże próbki suszono w piecu w temperaturze 100°C przez 48 godzin.
Przeprowadzono dwa doświadczenia polowe: orkę wczesną i późną. Bulwy ziemniaka odmiany „Diamant” sadzi się w listopadzie i lutym, odpowiednio w okresie wczesnego i późnego dojrzewania. Biostymulatory (MiZax-3 i -5) stosuje się w stężeniach 5,0 i 10,0 µM (2021) oraz 2,5 i 5,0 µM (2022). Opryski kwasem huminowym (HA) w stężeniu 1 g/l 8 razy w tygodniu. Jako kontrolę negatywną użyto wody lub acetonu. Projekt doświadczenia polowego przedstawiono na (rysunku uzupełniającym S1). Do przeprowadzenia doświadczeń polowych wykorzystano losowy układ bloków kompletnych (RCBD) o powierzchni działki 2,5 m × 3,0 m. Każdy zabieg powtórzono trzy razy jako niezależne powtórzenia. Odległość między każdą działką wynosi 1,0 m, a odległość między każdym blokiem wynosi 2,0 m. Odległość między roślinami wynosi 0,6 m, a między rzędami 1 m. Rośliny ziemniaków nawadniano codziennie kroplowo w ilości 3,4 l na kroplomierz. System działał dwa razy dziennie przez 10 minut, aby zapewnić roślinom wodę. Zastosowano wszystkie zalecane metody agrotechniczne uprawy ziemniaków w warunkach suszy31. Cztery miesiące po posadzeniu, stosując standardowe metody, zmierzono wysokość roślin (cm), liczbę gałęzi na roślinie, skład i plon ziemniaków oraz jakość bulw.
Siewki dwóch odmian truskawek (Sweet Charlie i Festival) testowano w warunkach polowych. Biostymulatory (MiZax-3 i -5) stosowano jako opryski dolistne w stężeniach 5,0 i 10,0 µM (2021) oraz 2,5 i 5,0 µM (2022) osiem razy w tygodniu. Stosowano 1 g HA na litr jako oprysk dolistny równolegle ze stosowaniem MiZax-3 i -5, z mieszaniną kontrolną H2O lub acetonem jako kontrolą negatywną. Siewki truskawek posadzono na działce o wymiarach 2,5 x 3 m na początku listopada, w rozstawie 0,6 m i międzyrzędziach 1 m. Doświadczenie przeprowadzono w RCBD i powtórzono trzykrotnie. Rośliny podlewano przez 10 minut każdego dnia o godzinie 7:00 i 17:00 za pomocą systemu nawadniania kropelkowego z kroplownikami rozmieszczonymi w odstępach 0,6 m i o pojemności 3,4 l. W okresie wegetacji mierzono parametry agrotechniczne i plony. Jakość owoców, w tym zawartość TSS (%), witaminę C32, kwasowość i całkowitą zawartość związków fenolowych33, oceniano w Laboratorium Fizjologii i Technologii Pożniwnej Uniwersytetu Króla Abdulaziza.
Dane wyrażono jako średnie, a odchylenia jako odchylenia standardowe. Istotność statystyczną określono za pomocą jednokierunkowej analizy wariancji (ANOVA) lub dwukierunkowej analizy wariancji z wykorzystaniem testu wielokrotnych porównań Tukeya, z poziomem prawdopodobieństwa p < 0,05 lub dwustronnego testu t-Studenta, w celu wykrycia istotnych różnic (*p < 0,05, * *p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001). Wszystkie interpretacje statystyczne przeprowadzono za pomocą programu GraphPad Prism w wersji 8.3.0. Powiązania testowano za pomocą analizy głównych składowych (PCA), wielowymiarowej metody statystycznej, z wykorzystaniem pakietu R34.
W poprzednim raporcie zademonstrowaliśmy działanie MiZax w stężeniach 5 i 10 μM wspomagające wzrost roślin ogrodniczych oraz poprawiliśmy wskaźnik chlorofilu w teście glebowo-roślinnym (SPAD)27. Na podstawie tych wyników, użyliśmy tych samych stężeń do oceny wpływu MiZax na ziemniaki, ważną globalną uprawę żywnościową, w badaniach polowych w klimacie pustynnym w 2021 roku. W szczególności byliśmy zainteresowani sprawdzeniem, czy MiZax może zwiększyć akumulację skrobi, końcowego produktu fotosyntezy. Ogólnie rzecz biorąc, zastosowanie MiZax poprawiło wzrost roślin ziemniaka w porównaniu z kwasem huminowym (HA), co skutkowało wzrostem wysokości roślin, biomasy i liczby rozgałęzień (rys. 1B). Ponadto zaobserwowaliśmy, że 5 μM MiZax3 i MiZax5 miały silniejszy wpływ na wzrost wysokości roślin, liczby rozgałęzień i biomasy roślin w porównaniu z 10 μM (rys. 1B). Oprócz poprawy wzrostu, MiZax zwiększył również plony, mierzone liczbą i masą zebranych bulw. Ogólny korzystny efekt był mniej wyraźny, gdy MiZax podawano w stężeniu 10 μM, co sugeruje, że związki te należy stosować w stężeniach niższych (rysunek 1B). Ponadto nie zaobserwowaliśmy różnic we wszystkich rejestrowanych parametrach między acetonem (próba próbna) a wodą (kontrola), co sugeruje, że obserwowany wpływ na modulację wzrostu nie był spowodowany przez rozpuszczalnik, co jest zgodne z naszym wcześniejszym raportem27.
Ponieważ sezon wegetacyjny ziemniaków w Arabii Saudyjskiej składa się z wczesnego i późnego dojrzewania, przeprowadziliśmy drugie badanie polowe w 2022 r., stosując niskie stężenia (2,5 i 5 µM) przez dwa sezony, aby ocenić sezonowy wpływ otwartych pól (rysunek uzupełniający S2A). Zgodnie z oczekiwaniami, oba zastosowania 5 µM MiZax wywołały efekty promujące wzrost podobne do pierwszego badania: zwiększoną wysokość roślin, zwiększone rozgałęzienia, wyższą biomasę i zwiększoną liczbę bulw (rys. 2; rys. uzupełniający S3). Co ważne, zaobserwowaliśmy istotne efekty tych PGR przy stężeniu 2,5 µM, podczas gdy zabieg GA nie wykazał przewidywanych efektów. Wynik ten sugeruje, że MiZax można stosować nawet przy niższych stężeniach niż oczekiwano. Ponadto zastosowanie MiZax zwiększyło również długość i szerokość bulw (rysunek uzupełniający S2B). Zaobserwowaliśmy również istotny wzrost masy bulw, ale stężenie 2,5 µM zastosowano tylko w obu sezonach sadzenia;
Fenotypowa ocena roślin pod kątem wpływu środka MiZax na wczesną fazę dojrzewania ziemniaków na polu KAU, przeprowadzona w 2022 r. Dane przedstawiono jako średnią ± odchylenie standardowe. n≥15. Analizę statystyczną przeprowadzono przy użyciu jednokierunkowej analizy wariancji (ANOVA) oraz testu post hoc Tukeya. Gwiazdki oznaczają statystycznie istotne różnice w porównaniu z symulacją (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, nieistotne). HA – kwas huminowy; MZ3, MiZax3, MiZax5; HA – kwas huminowy; MZ3, MiZax3, MiZax5;
Aby lepiej zrozumieć wpływ zabiegu (T) i roku (Y), zastosowano dwuczynnikową analizę wariancji (ANOVA) w celu zbadania ich interakcji (T x Y). Chociaż wszystkie biostymulatory (T) istotnie zwiększyły wysokość i biomasę roślin ziemniaka, tylko MiZax3 i MiZax5 istotnie zwiększyły liczbę i masę bulw, co wskazuje, że dwukierunkowe reakcje bulw ziemniaka na oba MiZax były zasadniczo podobne (rys. 3). Ponadto na początku sezonu pogoda (https://www.timeanddate.com/weather/saudi-arabia/jeddah/climate) staje się cieplejsza (średnio 28°C i wilgotność 52% (2022)), co istotnie zmniejsza całkowitą biomasę bulw (rys. 2; rys. uzupełniający S3).
Zbadaj wpływ zabiegu 5 µm (T), roku (Y) i ich interakcji (T x Y) na ziemniaki. Dane przedstawiają średnią ± odchylenie standardowe. n ≥ 30. Analizę statystyczną przeprowadzono przy użyciu dwuczynnikowej analizy wariancji (ANOVA). Gwiazdki oznaczają statystycznie istotne różnice w porównaniu z symulacją (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, nieistotne). HA – kwas huminowy; MZ3, MiZax3, MiZax5;
Jednakże, traktowanie Myzaxem nadal stymulowało wzrost późno dojrzewających roślin. Ogólnie rzecz biorąc, nasze trzy niezależne eksperymenty wykazały ponad wszelką wątpliwość, że zastosowanie MiZaxu ma istotny wpływ na strukturę rośliny poprzez zwiększenie liczby rozgałęzień. W rzeczywistości, zaobserwowano istotny dwukierunkowy efekt interakcji między (T) i (Y) na liczbę rozgałęzień po traktowaniu MiZaxem (ryc. 3). Wynik ten jest zgodny z ich aktywnością jako negatywnych regulatorów biosyntezy strigolaktonu (SL)26. Ponadto, wykazaliśmy wcześniej, że traktowanie Zaxinonem powoduje akumulację skrobi w korzeniach ryżu35, co może tłumaczyć wzrost wielkości i masy bulw ziemniaka po traktowaniu MiZaxem, ponieważ bulwy składają się głównie ze skrobi.
Uprawy owoców są ważnymi roślinami gospodarczymi. Truskawki są wrażliwe na stres abiotyczny, taki jak susza i wysoka temperatura. Dlatego zbadaliśmy wpływ MiZaxu na truskawki, opryskując liście. Najpierw podaliśmy MiZax w stężeniu 10 µM, aby ocenić jego wpływ na wzrost truskawek (odmiana Festival). Co ciekawe, zaobserwowaliśmy, że MiZax3 znacząco zwiększył liczbę rozłogów, co odpowiadało zwiększonemu rozgałęzieniu, podczas gdy MiZax5 poprawił tempo kwitnienia, biomasę roślin i powierzchnię liści w warunkach szklarniowych (rysunek uzupełniający S4), co sugeruje, że te dwa związki mogą się różnić biologicznie. Wydarzenia 26,27. Aby lepiej zrozumieć ich wpływ na truskawki w rzeczywistych warunkach rolniczych, przeprowadziliśmy badania polowe, stosując 5 i 10 µM MiZaxu na truskawkach (odmiana Sweet Charlie) uprawianych na glebie półpiaszczystej w 2021 roku (rys. S5A). W porównaniu z GC nie zaobserwowaliśmy wzrostu biomasy roślin, ale zaobserwowaliśmy tendencję do wzrostu liczby owoców (rys. C6A-B). Jednakże zastosowanie MiZax spowodowało znaczny wzrost masy pojedynczego owocu i sugerowało zależność od stężenia (rysunek uzupełniający S5B; rysunek uzupełniający S6B), co wskazuje na wpływ tych regulatorów wzrostu roślin na jakość owoców truskawek w warunkach pustynnych.
Aby zrozumieć, czy efekt stymulacji wzrostu zależy od rodzaju odmiany, wybraliśmy dwie komercyjne odmiany truskawek w Arabii Saudyjskiej (Sweet Charlie i Festival) i przeprowadziliśmy dwa badania terenowe w 2022 roku, stosując niskie stężenia MiZax (2,5 i 5 µM). W przypadku odmiany Sweet Charlie, chociaż całkowita liczba owoców nie wzrosła znacząco, biomasa owoców była generalnie wyższa w przypadku roślin traktowanych MiZax, a liczba owoców na działkę wzrosła po zastosowaniu MiZax3 (rys. 4). Dane te dodatkowo sugerują, że aktywność biologiczna MiZax3 i MiZax5 może się różnić. Ponadto po zastosowaniu Myzax zaobserwowaliśmy wzrost świeżej i suchej masy roślin, a także długości pędów roślin. Jeśli chodzi o liczbę rozłogów i nowych roślin, zaobserwowaliśmy wzrost jedynie przy stężeniu 5 µM MiZax (rys. 4), co wskazuje, że optymalna koordynacja MiZax zależy od gatunku rośliny.
Wpływ preparatu MiZax na strukturę roślin i plon truskawek (odmiana Sweet Charlie) z pól KAU, badanie przeprowadzone w 2022 r. Dane przedstawiono jako średnią ± odchylenie standardowe. n ≥ 15, ale liczbę owoców na działkę obliczono średnio z 15 roślin z trzech działek (n = 3). Analizę statystyczną przeprowadzono przy użyciu jednokierunkowej analizy wariancji (ANOVA) oraz testu post hoc Tukeya lub dwustronnego testu t-Studenta. Gwiazdki oznaczają statystycznie istotne różnice w porównaniu z symulacją (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, nieistotne). HA – kwas huminowy; MZ3, MiZax3, MiZax5;
Zaobserwowaliśmy również podobną aktywność stymulującą wzrost w odniesieniu do masy owoców i biomasy roślin u truskawek odmiany Festival (rys. 5), jednak nie stwierdziliśmy istotnych różnic w całkowitej liczbie owoców na roślinę lub poletko (rys. 5). Co ciekawe, zastosowanie MiZax zwiększyło długość roślin i liczbę rozłogów, co wskazuje, że te regulatory wzrostu roślin mogą być stosowane w celu poprawy wzrostu upraw owocowych (rys. 5). Ponadto zmierzyliśmy kilka parametrów biochemicznych, aby zrozumieć jakość owoców obu odmian zebranych z pola, ale nie uzyskaliśmy żadnych różnic między wszystkimi zabiegami (rysunek uzupełniający S7; rysunek uzupełniający S8).
Wpływ MiZax na strukturę roślin i plon truskawek na polu KAU (odmiana Festival), 2022. Dane podano jako średnią ± odchylenie standardowe. n ≥ 15, ale liczbę owoców na działkę obliczono średnio z 15 roślin z trzech działek (n = 3). Analizę statystyczną przeprowadzono przy użyciu jednokierunkowej analizy wariancji (ANOVA) oraz testu post hoc Tukeya lub dwustronnego testu t-Studenta. Gwiazdki oznaczają statystycznie istotne różnice w porównaniu z symulacją (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, nieistotne). HA – kwas huminowy; MZ3, MiZax3, MiZax5;
W naszych badaniach nad truskawkami, aktywność biologiczna MiZax3 i MiZax5 okazała się różna. Najpierw zbadaliśmy wpływ zabiegu (T) i roku (Y) na tę samą odmianę (Sweet Charlie) za pomocą dwuczynnikowej analizy wariancji (ANOVA) w celu określenia ich interakcji (T x Y). Zatem GA nie miało wpływu na odmianę truskawki (Sweet Charlie), podczas gdy 5 μM MiZax3 i MiZax5 znacząco zwiększyło biomasę roślin i owoców (rys. 6), co wskazuje, że dwuczynnikowe interakcje obu MiZax są bardzo podobne w promowaniu produkcji truskawek.
Oceń wpływ zabiegu 5 µM (T), roku (Y) i ich interakcji (T x Y) na truskawki (odmiana Sweet Charlie). Dane przedstawiono jako średnią ± odchylenie standardowe. n ≥ 30. Analizę statystyczną przeprowadzono przy użyciu dwuczynnikowej analizy wariancji (ANOVA). Gwiazdki oznaczają statystycznie istotne różnice w porównaniu z symulacją (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, nieistotne). HA – kwas huminowy; MZ3, MiZax3, MiZax5;
Ponadto, biorąc pod uwagę, że aktywność MiZax na obu odmianach była nieznacznie różna (Rys. 4; Rys. 5), przeprowadziliśmy dwuczynnikową analizę wariancji (ANOVA) porównującą zabieg (T) i dwie odmiany (C). Po pierwsze, żaden zabieg nie wpłynął na liczbę owoców na działce (Rys. 7), co wskazuje na brak istotnej interakcji między (T x C) i sugeruje, że ani MiZax, ani HA nie przyczyniają się do całkowitej liczby owoców. Natomiast MiZax (ale nie HA) znacząco zwiększył masę roślin, masę owoców, rozłogi i nowe rośliny (Rys. 7), co wskazuje, że MiZax3 i MiZax5 znacząco promują wzrost różnych odmian truskawek. Na podstawie dwuczynnikowej analizy wariancji (T x Y) i (T x C) możemy wnioskować, że działania promujące wzrost MiZax3 i MiZax5 w warunkach polowych są bardzo podobne i spójne.
Ocena zabiegu na truskawkach z użyciem 5 µM (T), dwóch odmian (C) i ich interakcji (T x C). Dane przedstawiono jako średnią ± odchylenie standardowe. n ≥ 30, ale liczbę owoców na działkę obliczono średnio z 15 roślin z trzech działek (n = 6). Analizę statystyczną przeprowadzono przy użyciu dwuczynnikowej analizy wariancji (ANOVA). Gwiazdki oznaczają statystycznie istotne różnice w porównaniu z symulacją (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, nieistotne). HA – kwas huminowy; MZ3, MiZax3, MiZax5;
Na koniec, wykorzystaliśmy analizę głównych składowych (PCA) do oceny wpływu zastosowanych związków na ziemniaki (T x Y) i truskawki (T x C). Dane te pokazują, że zastosowanie HA jest podobne do działania acetonu w ziemniakach lub wody w truskawkach (rysunek 8), co wskazuje na stosunkowo niewielki pozytywny wpływ na wzrost roślin. Co ciekawe, ogólny wpływ MiZax3 i MiZax5 wykazał ten sam rozkład w ziemniakach (rysunek 8A), podczas gdy rozkład tych dwóch związków w truskawkach był różny (rysunek 8B). Chociaż MiZax3 i MiZax5 wykazały przeważająco pozytywny rozkład we wzroście i plonie roślin, analiza PCA wskazała, że aktywność regulacji wzrostu może również zależeć od gatunku rośliny.
Analiza głównych składowych (PCA) dla (A) ziemniaków (T x Y) i (B) truskawek (T x C). Wykresy punktowe dla obu grup. Linia łącząca poszczególne składowe prowadzi do środka klastra.
Podsumowując, w oparciu o nasze pięć niezależnych badań terenowych na dwóch uprawach o wysokiej wartości i zgodnie z naszymi poprzednimi raportami z lat 2020-202226,27, MiZax3 i MiZax5 są obiecującymi regulatorami wzrostu roślin, które mogą poprawić wzrost roślin i plony, w tym zbóż, roślin zdrewniałych (palm daktylowych) i ogrodniczych upraw owocowych26,27. Chociaż mechanizmy molekularne wykraczające poza ich aktywność biologiczną pozostają nieuchwytne, mają one duży potencjał w zastosowaniach polowych. Co najlepsze, w porównaniu z kwasem huminowym, MiZax stosuje się w znacznie mniejszych ilościach (na poziomie mikromoli lub miligramów), a pozytywne efekty są bardziej widoczne. Dlatego szacujemy dawkę MiZax3 na aplikację (od niskiego do wysokiego stężenia): 3, 6 lub 12 g/ha, a dawkę MiZx5: 4, 7 lub 13 g/ha, co sprawia, że te regulatorzy wzrostu są przydatne w poprawie plonów. Całkiem wykonalne.
Czas publikacji: 29 lipca 2024 r.