ຕົວຄວບຄຸມການເຕີບໂຕຂອງພືດ (PGRs)ເປັນວິທີທີ່ປະຫຍັດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍເພື່ອເສີມຂະຫຍາຍການປ້ອງກັນພືດພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂຄວາມກົດດັນ. ການສຶກສານີ້ໄດ້ສືບສວນຄວາມສາມາດຂອງສອງຄົນPGRs, thiourea (TU) ແລະ arginine (Arg), ເພື່ອບັນເທົາຄວາມກົດດັນຂອງເກືອໃນ wheat. ຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ TU ແລະ Arg, ໂດຍສະເພາະໃນເວລາທີ່ໃຊ້ຮ່ວມກັນ, ສາມາດຄວບຄຸມການເຕີບໂຕຂອງພືດພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນຂອງເກືອ. ການປິ່ນປົວຂອງເຂົາເຈົ້າໄດ້ເພີ່ມກິດຈະກໍາຂອງ enzymes antioxidant ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນຂະນະທີ່ຫຼຸດລົງລະດັບຂອງຊະນິດອົກຊີເຈນທີ່ reactive (ROS), malondialdehyde (MDA), ແລະການຮົ່ວໄຫຼຂອງ electrolyte ພີ່ນ້ອງ (REL) ໃນເບ້ຍ wheat. ນອກຈາກນັ້ນ, ການປິ່ນປົວເຫຼົ່ານີ້ຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງ Na + ແລະ Ca2+ ແລະອັດຕາສ່ວນ Na + / K +, ໃນຂະນະທີ່ເພີ່ມຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງ K + ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ດັ່ງນັ້ນການຮັກສາຄວາມສົມດຸນຂອງ ion-osmotic. ສິ່ງທີ່ສໍາຄັນກວ່ານັ້ນ, TU ແລະ Arg ໄດ້ເພີ່ມປະລິມານ chlorophyll, ອັດຕາການສັງເຄາະແສງສຸດທິ, ແລະອັດຕາແລກປ່ຽນອາຍແກັສຂອງເບ້ຍເຂົ້າສາລີພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນຂອງເກືອ. TU ແລະ Arg ທີ່ໃຊ້ຢ່າງດຽວຫຼືປະສົມປະສານສາມາດເພີ່ມການສະສົມຂອງສານແຫ້ງໂດຍ 9.03-47.45%, ແລະການເພີ່ມຂື້ນແມ່ນໃຫຍ່ທີ່ສຸດເມື່ອຖືກນໍາໃຊ້ຮ່ວມກັນ. ສະຫລຸບລວມແລ້ວ, ການສຶກສານີ້ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າການຮັກສາ homeostasis redox ແລະຄວາມສົມດຸນຂອງ ion ແມ່ນສໍາຄັນຕໍ່ການເພີ່ມຄວາມທົນທານຂອງພືດຕໍ່ຄວາມກົດດັນຂອງເກືອ. ນອກຈາກນັ້ນ, TU ແລະ Arg ໄດ້ຖືກແນະນໍາວ່າເປັນທ່າແຮງຄວບຄຸມການເຕີບໂຕຂອງພືດ,ໂດຍສະເພາະໃນເວລາທີ່ນໍາໃຊ້ຮ່ວມກັນ, ເພື່ອເພີ່ມຜົນຜະລິດ wheat.
ການປ່ຽນແປງຢ່າງວ່ອງໄວຂອງດິນຟ້າອາກາດແລະການປະຕິບັດກະສິກໍາເພີ່ມທະວີການຊຸດໂຊມຂອງລະບົບນິເວດກະສິກໍາ. ຜົນສະທ້ອນທີ່ຮ້າຍແຮງທີ່ສຸດອັນຫນຶ່ງແມ່ນການເຮັດໃຫ້ເຄັມຂອງດິນ, ເຊິ່ງເປັນໄພຂົ່ມຂູ່ຕໍ່ຄວາມຫມັ້ນຄົງດ້ານສະບຽງອາຫານທົ່ວໂລກ. ການເຮັດໃຫ້ເຄັມໃນປັດຈຸບັນມີຜົນກະທົບປະມານ 20% ຂອງເນື້ອທີ່ປູກຝັງໃນທົ່ວໂລກ, ແລະຕົວເລກນີ້ສາມາດເພີ່ມຂຶ້ນເປັນ 50% ໃນປີ 20503. ຄວາມກົດດັນຂອງເກືອ-alkali ສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມກົດດັນ osmotic ໃນຮາກພືດ, ເຊິ່ງລົບກວນຄວາມສົມດຸນຂອງທາດໄອໂອນິກໃນພືດ 4. ເງື່ອນໄຂທາງລົບດັ່ງກ່າວຍັງສາມາດນໍາໄປສູ່ການເລັ່ງການທໍາລາຍ chlorophyll, ອັດຕາການສັງເຄາະແສງຫຼຸດລົງ, ແລະການລົບກວນການເຜົາຜະຫລານອາຫານ, ໃນທີ່ສຸດເຮັດໃຫ້ຜົນຜະລິດພືດຫຼຸດລົງ5,6. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ຜົນກະທົບທີ່ຮ້າຍແຮງທົ່ວໄປແມ່ນການເພີ່ມຂື້ນຂອງຊະນິດອົກຊີເຈນທີ່ມີປະຕິກິລິຍາ (ROS), ເຊິ່ງສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມເສຍຫາຍຕໍ່ການຜຸພັງຂອງຊີວະໂມເລກຸນຕ່າງໆ, ລວມທັງ DNA, ໂປຣຕີນ, ແລະ lipids7.
ເຂົ້າສາລີ (Triticum aestivum) ແມ່ນຫນຶ່ງໃນພືດທັນຍາພືດທີ່ສໍາຄັນທີ່ສຸດໃນໂລກ. ມັນບໍ່ພຽງແຕ່ເປັນພືດທັນຍາພືດທີ່ປູກຢ່າງກວ້າງຂວາງທີ່ສຸດເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງເປັນພືດທາງການຄ້າທີ່ສໍາຄັນ8. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ເຂົ້າສາລີມີຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ກັບເກືອ, ເຊິ່ງສາມາດຍັບຍັ້ງການເຕີບໂຕຂອງມັນ, ຂັດຂວາງຂະບວນການທາງຊີວະວິທະຍາແລະຊີວະເຄມີ, ແລະຫຼຸດລົງຜົນຜະລິດຂອງມັນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ຍຸດທະສາດຕົ້ນຕໍເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຜົນກະທົບຂອງຄວາມກົດດັນຂອງເກືອປະກອບມີການດັດແປງພັນທຸກໍາແລະການນໍາໃຊ້ຕົວຄວບຄຸມການເຕີບໂຕຂອງພືດ. ສິ່ງມີຊີວິດທີ່ດັດແປງພັນທຸກໍາ (GM) ແມ່ນການນໍາໃຊ້ການແກ້ໄຂພັນທຸກໍາແລະເຕັກນິກອື່ນໆເພື່ອພັດທະນາແນວພັນເຂົ້າສາລີທີ່ທົນທານຕໍ່ເກືອ 9,10. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ຕົວຄວບຄຸມການເຕີບໃຫຍ່ຂອງພືດຊ່ວຍເພີ່ມຄວາມທົນທານຂອງເກືອໃນເຂົ້າສາລີໂດຍການຄວບຄຸມກິດຈະກໍາທາງຊີວະວິທະຍາແລະລະດັບຂອງສານທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບເກືອ, ດັ່ງນັ້ນການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເສຍຫາຍຂອງຄວາມກົດດັນ11. ຜູ້ຄວບຄຸມເຫຼົ່ານີ້ໂດຍທົ່ວໄປໄດ້ຮັບການຍອມຮັບແລະຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງກ່ວາວິທີການ transgenic. ພວກມັນສາມາດເພີ່ມຄວາມທົນທານຂອງພືດຕໍ່ກັບຄວາມກົດດັນດ້ານຊີວະວິທະຍາຕ່າງໆ ເຊັ່ນ: ຄວາມເຄັມ, ໄພແຫ້ງແລ້ງ ແລະ ໂລຫະໜັກ, ແລະ ສົ່ງເສີມການແຕກງອກຂອງເມັດ, ການດູດຊຶມສານອາຫານ ແລະ ການຈະເລີນພັນ, ດັ່ງນັ້ນການເພີ່ມຜົນຜະລິດ ແລະ ຄຸນນະພາບຂອງພືດ. 12 ການຄວບຄຸມການເຕີບໂຕຂອງພືດແມ່ນສໍາຄັນຕໍ່ການຮັບປະກັນການເຕີບໂຕຂອງພືດແລະການຮັກສາຜົນຜະລິດແລະຄຸນນະພາບເນື່ອງຈາກຄວາມເປັນມິດກັບສິ່ງແວດລ້ອມ, ງ່າຍຕໍ່ການນໍາໃຊ້, ປະຫຍັດຕົ້ນທຶນແລະການປະຕິບັດຕົວຈິງ. 13 ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ເນື່ອງຈາກຕົວຄວບຄຸມເຫຼົ່ານີ້ມີກົນໄກການປະຕິບັດທີ່ຄ້າຍຄືກັນ, ການໃຊ້ອັນດຽວຂອງມັນອາດບໍ່ມີຜົນ. ຊອກຫາການປະສົມປະສານຂອງການຄວບຄຸມການຂະຫຍາຍຕົວທີ່ສາມາດປັບປຸງຄວາມທົນທານຂອງເກືອໃນເຂົ້າສາລີແມ່ນສໍາຄັນສໍາລັບການປັບປຸງພັນສາລີພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂທີ່ບໍ່ດີ, ການເພີ່ມຜົນຜະລິດແລະການຮັບປະກັນຄວາມຫມັ້ນຄົງດ້ານອາຫານ.
ບໍ່ມີການສຶກສາຄົ້ນຄວ້າກ່ຽວກັບການນໍາໃຊ້ປະສົມປະສານຂອງ TU ແລະ Arg. ມັນບໍ່ຈະແຈ້ງວ່າການປະສົມປະສານນະວັດຕະກໍານີ້ສາມາດສົ່ງເສີມການເຕີບໂຕຂອງ wheat ພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນຂອງເກືອ. ດັ່ງນັ້ນ, ຈຸດປະສົງຂອງການສຶກສານີ້ແມ່ນເພື່ອກໍານົດວ່າສອງຕົວຄວບຄຸມການຂະຫຍາຍຕົວເຫຼົ່ານີ້ສາມາດຫຼຸດຜ່ອນຜົນກະທົບທາງລົບຂອງຄວາມກົດດັນຂອງເກືອທີ່ມີຕໍ່ເຂົ້າສາລີໄດ້. ເພື່ອເຮັດສິ່ງນີ້, ພວກເຮົາໄດ້ດໍາເນີນການທົດລອງເບ້ຍ wheat hydroponic ໄລຍະສັ້ນເພື່ອສືບສວນຜົນປະໂຫຍດຂອງການນໍາໃຊ້ປະສົມປະສານຂອງ TU ແລະ Arg ກັບ wheat ພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນຂອງເກືອ, ສຸມໃສ່ການດຸ່ນດ່ຽງ redox ແລະ ionic ຂອງພືດ. ພວກເຮົາສົມມຸດຕິຖານວ່າການປະສົມປະສານຂອງ TU ແລະ Arg ສາມາດເຮັດວຽກຮ່ວມກັນເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເສຍຫາຍຂອງສານ oxidative ທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມກົດດັນຂອງເກືອແລະການຄຸ້ມຄອງຄວາມບໍ່ສົມດຸນຂອງ ionic, ດັ່ງນັ້ນການເພີ່ມຄວາມທົນທານຂອງເກືອໃນເຂົ້າສາລີ.
ເນື້ອໃນ MDA ຂອງຕົວຢ່າງໄດ້ຖືກກໍານົດໂດຍວິທີການອາຊິດ thiobarbituric. ນ້ຳໜັກຕົວຢ່າງສົດໆ 0.1 ກຣາມ, ສານສະກັດດ້ວຍ 1 ມລຂອງອາຊິດ trichloroacetic 10% ເປັນເວລາ 10 ນາທີ, ບີບອັດລົມຢູ່ທີ່ 10,000 g ເປັນເວລາ 20 ນາທີ, ແລະເກັບເອົາທາດ supernatant. ສານສະກັດຈາກໄດ້ຖືກປະສົມກັບປະລິມານເທົ່າທຽມກັນຂອງ 0.75% ອາຊິດ Thiobarbituric ແລະ incubated ຢູ່ທີ່ 100 ° C ສໍາລັບ 15 ນາທີ. ຫຼັງຈາກ incubation, supernatant ໄດ້ຖືກເກັບກໍາໂດຍການ centrifugation, ແລະຄ່າ OD ຢູ່ທີ່ 450 nm, 532 nm, ແລະ 600 nm ໄດ້ຖືກວັດແທກ. ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງ MDA ໄດ້ຖືກຄິດໄລ່ດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
ຄ້າຍຄືກັນກັບການປິ່ນປົວ 3 ມື້, ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງ Arg ແລະ Tu ຍັງເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍກິດຈະກໍາ enzyme antioxidant ຂອງເບ້ຍ wheat ພາຍໃຕ້ການປິ່ນປົວ 6 ມື້. ການປະສົມປະສານຂອງ TU ແລະ Arg ຍັງຄົງມີປະສິດທິພາບຫຼາຍທີ່ສຸດ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ໃນເວລາ 6 ມື້ຫຼັງຈາກການປິ່ນປົວ, ກິດຈະກໍາຂອງສີ່ enzymes antioxidant ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂການປິ່ນປົວທີ່ແຕກຕ່າງກັນສະແດງໃຫ້ເຫັນແນວໂນ້ມທີ່ຫຼຸດລົງເມື່ອທຽບກັບ 3 ມື້ຫຼັງຈາກການປິ່ນປົວ (ຮູບ 6).
ການສັງເຄາະແສງແມ່ນພື້ນຖານຂອງການສະສົມຂອງສານແຫ້ງໃນພືດແລະເກີດຂື້ນໃນ chloroplasts, ເຊິ່ງມີຄວາມອ່ອນໄຫວທີ່ສຸດຕໍ່ເກືອ. ຄວາມກົດດັນຂອງເກືອສາມາດນໍາໄປສູ່ການຜຸພັງຂອງເຍື່ອ plasma, ການຂັດຂວາງຄວາມສົມດຸນຂອງຈຸລັງ, ຄວາມເສຍຫາຍຕໍ່ chloroplast ultrastructure36, ເຮັດໃຫ້ເກີດການເສື່ອມໂຊມຂອງ chlorophyll, ຫຼຸດລົງກິດຈະກໍາຂອງ enzymes Calvin cycles (ລວມທັງ Rubisco), ແລະຫຼຸດຜ່ອນການຖ່າຍທອດເອເລັກໂຕຣນິກຈາກ PS II ກັບ PS I37. ນອກຈາກນັ້ນ, ຄວາມກົດດັນຂອງເກືອສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດການປິດ stomal, ດັ່ງນັ້ນການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງ CO2 ຂອງໃບແລະ inhibiting photosynthesis38. ຜົນໄດ້ຮັບຂອງພວກເຮົາໄດ້ຢືນຢັນການຄົ້ນພົບທີ່ຜ່ານມາວ່າຄວາມກົດດັນຂອງເກືອຫຼຸດລົງ conduction stomatal ໃນ wheat, ເຮັດໃຫ້ອັດຕາການຖ່າຍທອດໃບຫຼຸດລົງແລະຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງ CO2 intracellular, ເຊິ່ງໃນທີ່ສຸດເຮັດໃຫ້ຄວາມສາມາດໃນການສັງເຄາະແສງຫຼຸດລົງແລະການຫຼຸດລົງຂອງຊີວະມວນຂອງ wheat (ຮູບ 1 ແລະ 3). ໂດຍສະເພາະ, ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ TU ແລະ Arg ສາມາດເພີ່ມປະສິດທິພາບການສັງເຄາະແສງຂອງພືດສາລີພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນຂອງເກືອ. ການປັບປຸງປະສິດທິພາບການສັງເຄາະແສງແມ່ນມີຄວາມສໍາຄັນໂດຍສະເພາະເມື່ອ TU ແລະ Arg ຖືກນໍາໃຊ້ພ້ອມກັນ (ຮູບ 3). ນີ້ອາດຈະເປັນຍ້ອນຄວາມຈິງທີ່ວ່າ TU ແລະ Arg ຄວບຄຸມການເປີດແລະປິດ stomal, ດັ່ງນັ້ນການເພີ່ມປະສິດທິພາບການສັງເຄາະແສງ, ເຊິ່ງສະຫນັບສະຫນູນໂດຍການສຶກສາທີ່ຜ່ານມາ. ຕົວຢ່າງ, Bencarti et al. ພົບວ່າພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນຂອງເກືອ, TU ເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນການປະຕິບັດ stomatal, ອັດຕາການດູດຊຶມ CO2, ແລະປະສິດທິພາບ quantum ສູງສຸດຂອງ photochemistry PSII ໃນ Atriplex portulacoides L.39. ເຖິງແມ່ນວ່າບໍ່ມີບົດລາຍງານໂດຍກົງທີ່ພິສູດວ່າ Arg ສາມາດຄວບຄຸມການເປີດແລະປິດຂອງ stomatal ໃນພືດທີ່ປະເຊີນກັບຄວາມກົດດັນຂອງເກືອ, Silveira et al. ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າ Arg ສາມາດສົ່ງເສີມການແລກປ່ຽນອາຍແກັສໃນໃບພາຍໃຕ້ສະພາບໄພແຫ້ງແລ້ງ22.
ສະຫຼຸບສັງລວມ, ການສຶກສານີ້ເນັ້ນຫນັກວ່າເຖິງວ່າຈະມີກົນໄກທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງການປະຕິບັດແລະຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບ, TU ແລະ Arg ສາມາດສະຫນອງການຕໍ່ຕ້ານຄວາມກົດດັນຂອງ NaCl ໃນເບ້ຍເຂົ້າສາລີ, ໂດຍສະເພາະໃນເວລາທີ່ນໍາໃຊ້ຮ່ວມກັນ. ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງ TU ແລະ Arg ສາມາດກະຕຸ້ນລະບົບປ້ອງກັນ enzyme antioxidant ຂອງເບ້ຍເຂົ້າສາລີ, ຫຼຸດຜ່ອນເນື້ອໃນ ROS, ແລະຮັກສາຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງ lipids ເຍື່ອ, ດັ່ງນັ້ນການຮັກສາການສັງເຄາະແສງແລະຄວາມສົມດູນ Na + / K + ໃນເບ້ຍ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການສຶກສານີ້ຍັງມີຂໍ້ຈໍາກັດ; ເຖິງແມ່ນວ່າຜົນກະທົບ synergistic ຂອງ TU ແລະ Arg ໄດ້ຖືກຢືນຢັນແລະກົນໄກການ Physiological ຂອງມັນໄດ້ຖືກອະທິບາຍໃນບາງຂອບເຂດ, ກົນໄກໂມເລກຸນທີ່ສັບສົນຫຼາຍຍັງບໍ່ຈະແຈ້ງ. ດັ່ງນັ້ນ, ການສຶກສາຕື່ມອີກກ່ຽວກັບກົນໄກການສົມທົບຂອງ TU ແລະ Arg ໂດຍໃຊ້ transcriptomic, metabolomic ແລະວິທີການອື່ນໆແມ່ນມີຄວາມຈໍາເປັນ.
ຊຸດຂໍ້ມູນທີ່ໃຊ້ ແລະ/ຫຼື ວິເຄາະໃນລະຫວ່າງການສຶກສາໃນປັດຈຸບັນແມ່ນມີໃຫ້ຈາກຜູ້ຂຽນທີ່ສອດຄ້ອງກັນຕາມການຮ້ອງຂໍທີ່ສົມເຫດສົມຜົນ.
ເວລາປະກາດ: 19-05-2025