Prawie 7,0% całkowitej powierzchni lądów na świecie jest dotknięte zasoleniem1, co oznacza, że ponad 900 milionów hektarów ziemi na świecie jest dotkniętych zarówno zasoleniem, jak i sodem2, co stanowi 20% gruntów uprawnych i 10% gruntów nawadnianych. Zajmuje połowę tego obszaru i charakteryzuje się wyższą zawartością soli3. Zasolona gleba stanowi poważny problem dla rolnictwa Pakistanu4,5. Z tego około 6,3 miliona hektarów, czyli 14% gruntów nawadnianych, jest obecnie dotkniętych zasoleniem6.
Stres abiotyczny może zmieniaćhormon wzrostu roślinodpowiedź, skutkująca zmniejszeniem wzrostu upraw i plonów końcowych7. Gdy rośliny są narażone na stres solny, równowaga między produkcją reaktywnych form tlenu (ROS) a gaszącym działaniem enzymów antyoksydacyjnych zostaje zaburzona, co powoduje, że rośliny cierpią na stres oksydacyjny8. Rośliny o wyższych stężeniach enzymów antyoksydacyjnych (zarówno konstytutywnych, jak i indukowanych) mają zdrową odporność na uszkodzenia oksydacyjne, takie jak dysmutaza ponadtlenkowa (SOD), peroksydaza gwajakolowa (POD), peroksydaza-katalaza (CAT), peroksydaza askorbinianowa (APOX) i reduktaza glutationu (GR) mogą zwiększyć tolerancję roślin na sól9. Ponadto doniesiono, że fitohormony odgrywają rolę regulacyjną we wzroście i rozwoju roślin, programowanej śmierci komórek i przetrwaniu w zmieniających się warunkach środowiskowych10. Triakontanol to nasycony alkohol pierwszorzędowy, który jest składnikiem wosku epidermalnego roślin i ma właściwości promujące wzrost roślin11,12, a także właściwości promujące wzrost przy niskich stężeniach13. Dolistne stosowanie triakontanolu może znacząco poprawić stan pigmentacji fotosyntetycznej, akumulację substancji rozpuszczonych, wzrost i produkcję biomasy u roślin14,15. Dolistne stosowanie triakontanolu może zwiększyć tolerancję roślin na stres16 poprzez regulację aktywności wielu enzymów antyoksydacyjnych17, zwiększenie zawartości substancji osmotycznych w tkankach liści roślin11,18,19 oraz poprawę reakcji pobierania niezbędnych minerałów K+ i Ca2+, ale nie Na+14. Ponadto triakontanol wytwarza więcej cukrów redukujących, białek rozpuszczalnych i aminokwasów w warunkach stresowych20,21,22.
Warzywa są bogate w fitochemikalia i składniki odżywcze i są niezbędne dla wielu procesów metabolicznych w organizmie człowieka23. Produkcja warzyw jest zagrożona przez rosnące zasolenie gleby, zwłaszcza na nawadnianych gruntach rolnych, które produkują 40,0% światowej żywności24. Uprawy warzyw, takie jak cebula, ogórek, bakłażan, papryka i pomidor, są wrażliwe na zasolenie25, a ogórek jest ważnym warzywem w żywieniu człowieka na całym świecie26. Stres solny ma znaczący wpływ na tempo wzrostu ogórka, jednak poziomy zasolenia powyżej 25 mM powodują redukcję plonów nawet o 13%27,28. Szkodliwy wpływ zasolenia na ogórek powoduje zmniejszenie wzrostu roślin i plonów5,29,30. Dlatego celem niniejszego badania była ocena roli triakontanolu w łagodzeniu stresu solnego u genotypów ogórka oraz ocena zdolności triakontanolu do promowania wzrostu i produktywności roślin. Informacje te są również kluczowe dla opracowania strategii odpowiednich dla gleb zasolonych. Ponadto określiliśmy zmiany homeostazy jonowej w genotypach ogórka pod wpływem stresu NaCl.
Wpływ triakontanolu na nieorganiczne regulatory osmotyczne w liściach czterech genotypów ogórka w warunkach stresu normalnego i solnego.
W przypadku wysiewu genotypów ogórka w warunkach stresu zasolonego, całkowita liczba owoców i średnia masa ogórka uległy znacznemu zmniejszeniu (rys. 4). Spadek ten był wyraźniejszy w przypadku genotypów Summer Green i 20252, natomiast odmiany Marketmore i Green Long zachowały największą liczbę i masę owoców po zakwaszeniu. Dolistne stosowanie triakontanolu zmniejszyło negatywny wpływ stresu zasolonego i zwiększyło liczbę i masę owoców u wszystkich ocenianych genotypów. Jednakże odmiany Marketmore traktowane triakontanolem wytworzyły największą liczbę owoców o wyższej średniej masie w warunkach stresu i kontrolowanych w porównaniu z roślinami niepoddanymi zabiegowi. Odmiany Summer Green i 20252 charakteryzowały się najwyższą zawartością rozpuszczalnych substancji stałych w owocach ogórka i wypadły słabo w porównaniu z genotypami Marketmore i Green Long, które charakteryzowały się najniższym stężeniem rozpuszczalnych substancji stałych.
Wpływ triakontanolu na plon czterech genotypów ogórka w warunkach normalnych i stresu solnego.
Optymalne stężenie triakontanolu wynosiło 0,8 mg/l, co pozwoliło złagodzić śmiertelne skutki badanych genotypów w warunkach stresu solnego i bezstresowych. Jednak wpływ triakontanolu na odmiany Green-Long i Marketmore był bardziej widoczny. Biorąc pod uwagę potencjał tolerancji na sól tych genotypów oraz skuteczność triakontanolu w łagodzeniu skutków stresu solnego, można zalecić uprawę tych genotypów na glebach zasolonych z opryskiem dolistnym triakontanolem.
Czas publikacji: 27-11-2024