Prawie 7,0% całkowitej powierzchni gruntów na świecie jest dotknięte zasoleniem1, co oznacza, że ponad 900 milionów hektarów gruntów na świecie jest dotkniętych zarówno zasoleniem, jak i zasoleniem sodu2, co stanowi 20% gruntów uprawnych i 10% gruntów nawadnianych. zajmuje połowę powierzchni i ma większą zawartość soli3. Zasolona gleba jest głównym problemem pakistańskiego rolnictwa4,5. Z tego około 6,3 miliona hektarów, czyli 14% gruntów nawadnianych, jest obecnie dotkniętych zasoleniem6.
Stres abiotyczny może się zmienićhormon wzrostu roślinreakcję, co skutkuje zmniejszeniem wzrostu roślin i końcowych plonów7. Kiedy rośliny są narażone na stres solny, równowaga między wytwarzaniem reaktywnych form tlenu (ROS) a wygaszającym działaniem enzymów antyoksydacyjnych zostaje zakłócona, w wyniku czego rośliny cierpią na stres oksydacyjny8. Rośliny o wyższym stężeniu enzymów przeciwutleniających (zarówno konstytutywnych, jak i indukowalnych) mają zdrową odporność na uszkodzenia oksydacyjne, takie jak dysmutaza ponadtlenkowa (SOD), peroksydaza gwajakolowa (POD), peroksydaza-katalaza (CAT), peroksydaza askorbinianowa (APOX) i reduktaza glutationowa (GR) może zwiększać tolerancję na sól u roślin poddanych stresowi solnemu9. 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, będący składnikiem wosku naskórkowego roślin, posiadający właściwości stymulujące wzrost roślin11,12, a także właściwości stymulujące wzrost roślin w niskich stężeniach13. Stosowanie dolistne może znacznie poprawić stan pigmentu fotosyntetycznego, akumulację substancji rozpuszczonych, wzrost i produkcję biomasy w roślinach14,15. Dolistne stosowanie triakontanolu może zwiększyć tolerancję roślin na stres16 poprzez regulację aktywności wielu enzymów przeciwutleniających17, zwiększenie zawartości środka osmoprotekcyjnego w tkankach liści roślin11,18,19 i poprawę reakcji wychwytu niezbędnych minerałów K+ i Ca2+, ale nie Na+. 14 Ponadto triakontanol wytwarza więcej cukrów redukujących, rozpuszczalnych białek i aminokwasów w warunkach stresu20,21,22.
Warzywa są bogate w fitochemikalia i składniki odżywcze i są niezbędne w wielu procesach metabolicznych w organizmie człowieka23. Produkcji warzyw zagraża rosnące zasolenie gleby, zwłaszcza na nawadnianych gruntach rolnych, które wytwarzają 40,0% światowej żywności24. Rośliny warzywne, 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 istotny wpływ na tempo wzrostu ogórka, jednak zasolenie powyżej 25 mM powoduje zmniejszenie plonu nawet o 13%27,28. Szkodliwy wpływ zasolenia na ogórek powoduje zmniejszenie wzrostu roślin i plonów5,29,30. Dlatego celem tego badania była ocena roli triakontanolu w łagodzeniu stresu solnego u genotypów ogórków oraz ocena zdolności triakontanolu do promowania wzrostu i produktywności roślin. Informacje te są również kluczowe przy opracowywaniu strategii odpowiednich dla gleb zasolonych. Ponadto określiliśmy zmiany homeostazy jonowej u genotypów ogórków 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 ogórków w warunkach stresu solnego, całkowita liczba owoców i średnia masa owoców uległy znacznemu zmniejszeniu (ryc. 4). Redukcje te były bardziej widoczne w genotypach Summer Green i 20252, podczas gdy Marketmore i Green Long zachowały najwyższą liczbę i wagę owoców po prowokacji zasoleniem. Dolistne stosowanie triakontanolu zmniejszyło niekorzystne skutki stresu solnego oraz zwiększyło liczbę i masę owoców we wszystkich ocenianych genotypach. Jednakże roślina Marketmore traktowana triakontanolem wytworzyła największą liczbę owoców o wyższej średniej masie w warunkach stresu i kontrolowanych w porównaniu z roślinami nietraktowanymi. Summer Green i 20252 miały najwyższą zawartość rozpuszczalnych substancji stałych w owocach ogórka i słabo radziły sobie w porównaniu z genotypami Marketmore i Green Long, które miały najniższe całkowite stężenie rozpuszczalnych substancji stałych.
Wpływ triakontanolu na plon czterech genotypów ogórka w warunkach normalnego i stresu solnego.
Optymalne stężenie triakontanolu wynosiło 0,8 mg/l, co pozwoliło złagodzić śmiertelne skutki badanych genotypów w warunkach stresu solnego i bez stresu. Jednak wpływ triakontanolu na Green-Long i Marketmore był bardziej oczywisty. Biorąc pod uwagę potencjał tolerancji tych genotypów na sól oraz skuteczność triakontanolu w łagodzeniu skutków stresu solnego, można zalecić uprawę tych genotypów na glebach zasolonych z zastosowaniem dolistnego opryskiwania triakontanolem.
Czas publikacji: 27 listopada 2024 r