Prodhimi i orizit është në rënie për shkak të ndryshimeve klimatike dhe ndryshueshmërisë në Kolumbi.Rregullatorët e rritjes së bimëvejanë përdorur si një strategji për të zvogëluar stresin e nxehtësisë në kultura të ndryshme. Prandaj, objektivi i këtij studimi ishte të vlerësonte efektet fiziologjike (përçueshmëria stomatale, përçueshmëria stomatale, përmbajtja totale e klorofilit, raporti Fv/Fm i dy gjenotipeve të orizit komercial të nënshtruar ndaj stresit të kombinuar të nxehtësisë (temperatura të larta ditore dhe nate), temperatura e kurorës dhe përmbajtja relative e ujit) dhe variablat biokimike (përmbajtja e malondialdehidës (MDA) dhe acidit prolinik). Eksperimenti i parë dhe i dytë u kryen duke përdorur bimë të dy gjenotipeve të orizit Federrose 67 ("F67") dhe Federrose 2000 ("F2000"), përkatësisht. Të dy eksperimentet u analizuan së bashku si një seri eksperimentesh. Trajtimet e përcaktuara ishin si më poshtë: kontroll absolut (AC) (bimë orizi të rritura në temperatura optimale (temperatura ditë/natë 30/25°C)), kontroll i stresit të nxehtësisë (SC) [bimë orizi të nënshtruara vetëm ndaj stresit të kombinuar të nxehtësisë (40/25°C). 30°C)], dhe bimët e orizit u stresuan dhe u spërkatën me rregullatorë të rritjes së bimëve (stres+AUX, stres+BR, stres+CK ose stres+GA) dy herë (5 ditë para dhe 5 ditë pas stresit të nxehtësisë). Spërkatja me SA rriti përmbajtjen totale të klorofilit të të dy varieteteve (pesha e freskët e bimëve të orizit "F67" dhe "F2000" ishte përkatësisht 3.25 dhe 3.65 mg/g) krahasuar me bimët SC (pesha e freskët e bimëve "F67" ishte 2.36 dhe 2.56 mg). g-1)" dhe orizit "F2000", aplikimi në gjethe i CK gjithashtu përmirësoi në përgjithësi përçueshmërinë stomatale të bimëve të orizit "F2000" (499.25 kundrejt 150.60 mmol m-2 s) krahasuar me kontrollin e stresit të nxehtësisë. Stresi i nxehtësisë, temperatura e kurorës së bimës ulet me 2-3 °C, dhe përmbajtja e MDA në bimë ulet. Indeksi i tolerancës relative tregon se aplikimi në gjethe i CK (97.69%) dhe BR (60.73%) mund të ndihmojë në zbutjen e problemit të stresit të kombinuar nga nxehtësia, kryesisht në bimët e orizit F2000. Si përfundim, spërkatja në gjethe e BR ose CK mund të konsiderohet si një strategji agronomike për të ndihmuar në zvogëlimin e efekteve negative të kushteve të kombinuara të stresit nga nxehtësia në sjelljen fiziologjike të bimëve të orizit.
Orizi (Oryza sativa) i përket familjes Poaceae dhe është një nga drithërat më të kultivuara në botë së bashku me misrin dhe grurin (Bajaj dhe Mohanty, 2005). Sipërfaqja nën kultivimin e orizit është 617,934 hektarë, dhe prodhimi kombëtar në vitin 2020 ishte 2,937,840 ton me një rendiment mesatar prej 5.02 ton/ha (Federarroz (Federación Nacional de Arroceros), 2021).
Ngrohja globale po ndikon në të korrat e orizit, duke çuar në lloje të ndryshme të streseve abiotike, siç janë temperaturat e larta dhe periudhat e thatësirës. Ndryshimi i klimës po shkakton rritjen e temperaturave globale; Temperaturat parashikohet të rriten me 1.0–3.7°C në shekullin e 21-të, gjë që mund të rrisë frekuencën dhe intensitetin e stresit të nxehtësisë. Temperaturat e rritura të mjedisit kanë ndikuar në oriz, duke shkaktuar rënie të rendimenteve të të korrave me 6–7%. Nga ana tjetër, ndryshimi i klimës çon gjithashtu në kushte të pafavorshme mjedisore për të korrat, siç janë periudhat e thatësirës së rëndë ose temperaturat e larta në rajonet tropikale dhe subtropikale. Përveç kësaj, ngjarjet e ndryshueshmërisë si El Niño mund të çojnë në stres të nxehtësisë dhe të përkeqësojnë dëmet në të korrat në disa rajone tropikale. Në Kolumbi, temperaturat në zonat prodhuese të orizit parashikohet të rriten me 2–2.5°C deri në vitin 2050, duke zvogëluar prodhimin e orizit dhe duke ndikuar në flukset e produkteve në tregje dhe zinxhirët e furnizimit.
Shumica e kulturave të orizit kultivohen në zona ku temperaturat janë afër diapazonit optimal për rritjen e kulturave (Shah et al., 2011). Është raportuar se temperaturat mesatare optimale të ditës dhe të natës përrritja dhe zhvillimi i orizitjanë përgjithësisht 28°C dhe 22°C, përkatësisht (Kilasi et al., 2018; Calderón-Páez et al., 2021). Temperaturat mbi këto pragje mund të shkaktojnë periudha të stresit të moderuar deri në të rëndë nga nxehtësia gjatë fazave të ndjeshme të zhvillimit të orizit (kultivimi, anteza, lulëzimi dhe mbushja e kokrrave), duke ndikuar kështu negativisht në rendimentin e kokrrave. Ky reduktim i rendimentit është kryesisht për shkak të periudhave të gjata të stresit të nxehtësisë, të cilat ndikojnë në fiziologjinë e bimëve. Për shkak të ndërveprimit të faktorëve të ndryshëm, siç janë kohëzgjatja e stresit dhe temperatura maksimale e arritur, stresi i nxehtësisë mund të shkaktojë një sërë dëmtimesh të pakthyeshme në metabolizmin dhe zhvillimin e bimëve.
Stresi nga nxehtësia ndikon në procese të ndryshme fiziologjike dhe biokimike në bimë. Fotosinteza e gjetheve është një nga proceset më të ndjeshme ndaj stresit nga nxehtësia në bimët e orizit, pasi shkalla e fotosintezës zvogëlohet me 50% kur temperaturat ditore tejkalojnë 35°C. Përgjigjet fiziologjike të bimëve të orizit ndryshojnë në varësi të llojit të stresit nga nxehtësia. Për shembull, shkallët e fotosintezës dhe përçueshmëria stomatale pengohen kur bimët ekspozohen ndaj temperaturave të larta gjatë ditës (33–40°C) ose temperaturave të larta gjatë ditës dhe natës (35–40°C gjatë ditës, 28–30°C). C do të thotë natë) (Lü et al., 2013; Fahad et al., 2016; Chaturvedi et al., 2017). Temperaturat e larta të natës (30°C) shkaktojnë frenim të moderuar të fotosintezës, por rrisin frymëmarrjen gjatë natës (Fahad et al., 2016; Alvarado-Sanabria et al., 2017). Pavarësisht periudhës së stresit, stresi i nxehtësisë ndikon gjithashtu në përmbajtjen e klorofilit në gjethe, raportin e fluoreshencës së ndryshueshme të klorofilit me fluoreshencën maksimale të klorofilit (Fv/Fm) dhe aktivizimin e Rubiscos në bimët e orizit (Cao et al. 2009; Yin et al. 2010). ) Sanchez Reynoso et al., 2014).
Ndryshimet biokimike janë një aspekt tjetër i përshtatjes së bimëve ndaj stresit të nxehtësisë (Wahid et al., 2007). Përmbajtja e prolinës është përdorur si një tregues biokimik i stresit të bimëve (Ahmed dhe Hassan 2011). Prolina luan një rol të rëndësishëm në metabolizmin e bimëve pasi vepron si një burim karboni ose azoti dhe si një stabilizues i membranës në kushte të temperaturës së lartë (Sánchez-Reinoso et al., 2014). Temperaturat e larta ndikojnë gjithashtu në stabilitetin e membranës përmes peroksidimit të lipideve, duke çuar në formimin e malondialdehidës (MDA) (Wahid et al., 2007). Prandaj, përmbajtja e MDA-së është përdorur gjithashtu për të kuptuar integritetin strukturor të membranave qelizore nën stresin e nxehtësisë (Cao et al., 2009; Chavez-Arias et al., 2018). Së fundmi, stresi i kombinuar i nxehtësisë [37/30°C (ditë/natë)] rriti përqindjen e rrjedhjes së elektroliteve dhe përmbajtjen e malondialdehidës në oriz (Liu et al., 2013).
Përdorimi i rregullatorëve të rritjes së bimëve (RR) është vlerësuar për të zbutur efektet negative të stresit të nxehtësisë, pasi këto substanca janë të përfshira në mënyrë aktive në përgjigjet e bimëve ose mekanizmat mbrojtës fiziologjikë kundër një stresi të tillë (Peleg dhe Blumwald, 2011; Yin et al. et al., 2011; Ahmed et al., 2015). Zbatimi ekzogjen i burimeve gjenetike ka pasur një efekt pozitiv në tolerancën ndaj stresit të nxehtësisë në kultura të ndryshme. Studimet kanë treguar se fitohormonet si giberelinat (GA), citokininat (CK), auxinat (AUX) ose brassinosteroidet (BR) çojnë në një rritje të variablave të ndryshme fiziologjike dhe biokimike (Peleg dhe Blumwald, 2011; Yin et al. Ren, 2011; Mitler et al., 2012; Zhou et al., 2014). Në Kolumbi, zbatimi ekzogjen i burimeve gjenetike dhe ndikimi i tij në kulturat e orizit nuk janë kuptuar dhe studiuar plotësisht. Megjithatë, një studim i mëparshëm tregoi se spërkatja gjetherore e BR mund të përmirësonte tolerancën e orizit duke përmirësuar karakteristikat e shkëmbimit të gazrave, përmbajtjen e klorofilit ose prolinës në gjethet e fidanëve të orizit (Quintero-Calderón et al., 2021).
Citokininat ndërmjetësojnë përgjigjet e bimëve ndaj streseve abiotike, duke përfshirë stresin nga nxehtësia (Ha et al., 2012). Përveç kësaj, është raportuar se aplikimi ekzogjen i CK mund të zvogëlojë dëmtimin termik. Për shembull, aplikimi ekzogjen i zeatinës rriti shkallën e fotosintezës, përmbajtjen e klorofilit a dhe b, dhe efikasitetin e transportit të elektroneve në barin zvarritës (Agrotis estolonifera) gjatë stresit nga nxehtësia (Xu dhe Huang, 2009; Jespersen dhe Huang, 2015). Aplikimi ekzogjen i zeatinës gjithashtu mund të përmirësojë aktivitetin antioksidues, të rrisë sintezën e proteinave të ndryshme, të zvogëlojë dëmtimin nga speciet reaktive të oksigjenit (ROS) dhe prodhimin e malondialdehidës (MDA) në indet bimore (Chernyadyev, 2009; Yang et al., 2009). , 2016; Kumar et al., 2020).
Përdorimi i acidit giberelik ka treguar gjithashtu një përgjigje pozitive ndaj stresit nga nxehtësia. Studimet kanë treguar se biosinteza e GA-së ndërmjetëson rrugë të ndryshme metabolike dhe rrit tolerancën në kushte të temperaturës së lartë (Alonso-Ramirez et al. 2009; Khan et al. 2020). Abdel-Nabi et al. (2020) zbuluan se spërkatja gjethore e GA-së ekzogjene (25 ose 50 mg*L) mund të rrisë shkallën e fotosintezës dhe aktivitetin antioksidues në bimët e portokallit të stresuara nga nxehtësia krahasuar me bimët kontrolluese. Është vërejtur gjithashtu se aplikimi ekzogjen i HA-së rrit përmbajtjen relative të lagështisë, përmbajtjen e klorofilit dhe karotenoideve dhe zvogëlon peroksidimin e lipideve në palmën e hurmës (Phoenix dactylifera) nën stres nga nxehtësia (Khan et al., 2020). Auxina gjithashtu luan një rol të rëndësishëm në rregullimin e përgjigjeve adaptive të rritjes ndaj kushteve të temperaturës së lartë (Sun et al., 2012; Wang et al., 2016). Ky rregullator i rritjes vepron si një shënues biokimik në procese të ndryshme, të tilla si sinteza e prolinës ose degradimi nën stres abiotik (Ali et al. 2007). Përveç kësaj, AUX gjithashtu rrit aktivitetin antioksidues, gjë që çon në një ulje të MDA-së në bimë për shkak të uljes së peroksidimit të lipideve (Bielach et al., 2017). Sergeev et al. (2018) vunë re se në bimët e bizeleve (Pisum sativum) nën stres të nxehtësisë, përmbajtja e prolinës - dimetilaminoetoksikarbonilmetil)naftilklorometil eter (TA-14) rritet. Në të njëjtin eksperiment, ata gjithashtu vunë re nivele më të ulëta të MDA-së në bimët e trajtuara krahasuar me bimët që nuk trajtohen me AUX.
Brassinosteroidet janë një klasë tjetër e rregullatorëve të rritjes që përdoren për të zbutur efektet e stresit të nxehtësisë. Ogweno et al. (2008) raportuan se spërkatja ekzogjene e BR rriti shkallën neto të fotosintezës, përçueshmërinë stomatale dhe shkallën maksimale të karboksilimit Rubisco të bimëve të domates (Solanum lycopersicum) nën stres të nxehtësisë për 8 ditë. Spërkatja gjethesore e epibrassinosteroideve mund të rrisë shkallën neto të fotosintezës së bimëve të kastravecit (Cucumis sativus) nën stres të nxehtësisë (Yu et al., 2004). Përveç kësaj, aplikimi ekzogjen i BR vonon degradimin e klorofilit dhe rrit efikasitetin e përdorimit të ujit dhe rendimentin maksimal kuantik të fotokimisë PSII në bimët nën stres të nxehtësisë (Holá et al., 2010; Toussagunpanit et al., 2015).
Për shkak të ndryshimeve klimatike dhe ndryshueshmërisë, të korrat e orizit përballen me periudha të temperaturave të larta ditore (Lesk et al., 2016; Garcés, 2020; Federarroz (Federación Nacional de Arroceros), 2021). Në fenotipizimin e bimëve, përdorimi i fitonutrientëve ose biostimulantëve është studiuar si një strategji për të zbutur stresin e nxehtësisë në zonat e rritjes së orizit (Alvarado-Sanabria et al., 2017; Calderón-Páez et al., 2021; Quintero-Calderón et al., 2021). Përveç kësaj, përdorimi i variablave biokimike dhe fiziologjike (temperatura e gjethes, përçueshmëria stomatale, parametrat e fluoreshencës së klorofilit, përmbajtja e klorofilit dhe ujit relativ, sinteza e malondialdehidit dhe prolinës) është një mjet i besueshëm për shqyrtimin e bimëve të orizit nën stres të nxehtësisë në nivel lokal dhe ndërkombëtar (Sánchez-Reynoso et al., 2014; Alvarado-Sanabria et al., 2017; Megjithatë, hulumtimi mbi përdorimin e sprejve fitohormonalë gjethorë në oriz në nivel lokal mbetet i rrallë. Prandaj, studimi i reaksioneve fiziologjike dhe biokimike të aplikimit të rregullatorëve të rritjes së bimëve është me rëndësi të madhe për propozimin e strategjive praktike agronomike për këtë, duke adresuar efektet negative të një periudhe stresi kompleks të nxehtësisë në oriz. Prandaj, qëllimi i këtij studimi ishte të vlerësonte efektet fiziologjike (përçueshmëria stomatale, parametrat e fluoreshencës së klorofilit dhe përmbajtja relative e ujit) dhe biokimike të aplikimit gjethor të katër rregullatorëve të rritjes së bimëve (AUX, CK, GA dhe BR). (Pigmente fotosintetike, përmbajtje të malondialdehidit dhe prolinës) Variablat në dy gjenotipe komerciale të orizit të nënshtruara ndaj stresit të kombinuar të nxehtësisë (temperatura të larta ditore/nate).
Në këtë studim, u kryen dy eksperimente të pavarura. Gjenotipet Federrose 67 (F67: një gjenotip i zhvilluar në temperatura të larta gjatë dekadës së fundit) dhe Federrose 2000 (F2000: një gjenotip i zhvilluar në dekadën e fundit të shekullit të 20-të që tregon rezistencë ndaj virusit të gjetheve të bardha) u përdorën për herë të parë. farat. dhe eksperimenti i dytë, përkatësisht. Të dy gjenotipet kultivohen gjerësisht nga fermerët kolumbianë. Farërat u mbjellën në tabaka 10-L (gjatësi 39.6 cm, gjerësi 28.8 cm, lartësi 16.8 cm) që përmbanin tokë ranore dhe argjilore me 2% lëndë organike. Pesë fara të para-mbirura u mbjellën në secilën tabaka. Paletat u vendosën në serrën e Fakultetit të Shkencave Bujqësore të Universitetit Kombëtar të Kolumbisë, kampusi i Bogotës (43°50′56″ N, 74°04′051″ W), në një lartësi prej 2556 m mbi nivelin e detit (mnd). m.) dhe u kryen nga tetori deri në dhjetor 2019. Një eksperiment (Federroz 67) dhe një eksperiment i dytë (Federroz 2000) u zhvilluan në të njëjtin sezon të vitit 2020.
Kushtet mjedisore në serë gjatë çdo sezoni mbjelljeje janë si më poshtë: temperatura e ditës dhe e natës 30/25°C, lagështia relative 60~80%, fotoperiudha natyrore 12 orë (rrezatim fotosintetik aktiv 1500 µmol (fotone) m-2 s-). 1 në mesditë). Bimët u fekonduan sipas përmbajtjes së secilit element 20 ditë pas shfaqjes së farës (DAE), sipas Sánchez-Reinoso et al. (2019): 670 mg azot për bimë, 110 mg fosfor për bimë, 350 mg kalium për bimë, 68 mg kalcium për bimë, 20 mg magnez për bimë, 20 mg squfur për bimë, 17 mg silic për bimë. Bimët përmbajnë 10 mg bor për bimë, 17 mg bakër për bimë dhe 44 mg zink për bimë. Bimët e orizit u mbajtën në deri në 47 DAE në secilin eksperiment kur arritën fazën fenologjike V5 gjatë kësaj periudhe. Studimet e mëparshme kanë treguar se kjo fazë fenologjike është një kohë e përshtatshme për të kryer studime të stresit të nxehtësisë në oriz (Sánchez-Reinoso et al., 2014; Alvarado-Sanabria et al., 2017).
Në secilin eksperiment, u kryen dy aplikime të ndara të rregullatorit të rritjes së gjetheve. Seti i parë i spërkatjeve me fitohormone në gjethe u aplikua 5 ditë para trajtimit me stres të nxehtësisë (42 DAE) për të përgatitur bimët për stresin mjedisor. Një spërkatje e dytë në gjethe u dha më pas 5 ditë pasi bimët u ekspozuan ndaj kushteve të stresit (52 DAE). U përdorën katër fitohormone dhe vetitë e secilit përbërës aktiv të spërkatur në këtë studim janë renditur në Tabelën Plotësuese 1. Përqendrimet e rregullatorëve të rritjes së gjetheve të përdorura ishin si më poshtë: (i) Auksina (acid 1-naftilacetik: NAA) në një përqendrim prej 5 × 10−5 M (ii) 5 × 10−5 M giberelinë (acid giberelik: NAA); GA3); (iii) Citokinina (trans-zeatinë) 1 × 10-5 M (iv) Brassinosteroide [Spirostan-6-on, 3,5-dihidroksi-, (3b,5a,25R)] 5 × 10-5; M. Këto përqendrime u zgjodhën sepse ato shkaktojnë përgjigje pozitive dhe rrisin rezistencën e bimëve ndaj stresit të nxehtësisë (Zahir et al., 2001; Wen et al., 2010; El-Bassiony et al., 2012; Salehifar et al., 2017). Bimët e orizit pa asnjë spërkatje rregullatore të rritjes së bimëve u trajtuan vetëm me ujë të distiluar. Të gjitha bimët e orizit u spërkatën me një spërkatës dore. Aplikoni 20 ml H2O në bimë për të lagur sipërfaqet e sipërme dhe të poshtme të gjetheve. Të gjitha spërkatjet gjethore përdorën adjuvant bujqësor (Agrotin, Bayer CropScience, Colombia) në 0.1% (v/v). Distanca midis vazos dhe spërkatësit është 30 cm.
Trajtimet kundër stresit nga nxehtësia u administruan 5 ditë pas spërkatjes së parë gjethore (47 DAE) në secilin eksperiment. Bimët e orizit u transferuan nga serra në një dhomë rritjeje prej 294 L (MLR-351H, Sanyo, IL, SHBA) për të vendosur stresin nga nxehtësia ose për të ruajtur të njëjtat kushte mjedisore (47 DAE). Trajtimi i kombinuar kundër stresit nga nxehtësia u krye duke e vendosur dhomën në temperaturat e mëposhtme ditë/natë: temperatura maksimale e ditës [40°C për 5 orë (nga ora 11:00 deri në 16:00)] dhe periudha e natës [30°C për 5 orë]. 8 ditë rresht (nga ora 19:00 deri në 24:00). Temperatura e stresit dhe koha e ekspozimit u përzgjodhën bazuar në studimet e mëparshme (Sánchez-Reynoso et al. 2014; Alvarado-Sanabría et al. 2017). Nga ana tjetër, një grup bimësh të transferuara në dhomën e rritjes u mbajtën në serë në të njëjtën temperaturë (30°C gjatë ditës/25°C natën) për 8 ditë rresht.
Në fund të eksperimentit, u morën grupet e mëposhtme të trajtimit: (i) kushti i temperaturës së rritjes + aplikimi i ujit të distiluar [Kontrolli absolut (AC)], (ii) kushti i stresit të nxehtësisë + aplikimi i ujit të distiluar [Kontrolli i stresit të nxehtësisë (SC)], (iii) kushtet kushti i stresit të nxehtësisë + aplikimi i auksinës (AUX), (iv) kushti i stresit të nxehtësisë + aplikimi i giberelinës (GA), (v) kushti i stresit të nxehtësisë + aplikimi i citokininës (CK), dhe (vi) kushti i stresit të nxehtësisë + brassinosteroid (BR) Shtojca. Këto grupe trajtimi u përdorën për dy gjenotipe (F67 dhe F2000). Të gjitha trajtimet u kryen në një dizajn plotësisht të rastësishëm me pesë përsëritje, secila e përbërë nga një bimë. Çdo bimë u përdor për të lexuar variablat e përcaktuara në fund të eksperimentit. Eksperimenti zgjati 55 DAE.
Përçueshmëria stomatale (gs) u mat duke përdorur një porozometër portativ (SC-1, METER Group Inc., SHBA) që varionte nga 0 deri në 1000 mmol m-2 s-1, me një hapje të dhomës së mostrës prej 6.35 mm. Matjet merren duke bashkangjitur një sondë stomametri në një gjethe të pjekur me lastarin kryesor të bimës të zgjeruar plotësisht. Për çdo trajtim, leximet e gs u morën në tre gjethe të secilës bimë midis orës 11:00 dhe 16:00 dhe u mesatarizuan.
RWC u përcaktua sipas metodës së përshkruar nga Ghoulam et al. (2002). Fleta e zgjeruar plotësisht e përdorur për të përcaktuar g u përdor gjithashtu për të matur RWC. Pesha e freskët (FW) u përcaktua menjëherë pas vjeljes duke përdorur një peshore dixhitale. Gjethet u vendosën më pas në një enë plastike të mbushur me ujë dhe u lanë në errësirë në temperaturë ambienti (22°C) për 48 orë. Pastaj peshohen në një peshore dixhitale dhe regjistrohet pesha e zgjeruar (TW). Gjethet e fryra u thanë në furrë në 75°C për 48 orë dhe u regjistrua pesha e tyre e thatë (DW).
Përmbajtja relative e klorofilit u përcaktua duke përdorur një matës klorofili (atLeafmeter, FT Green LLC, SHBA) dhe u shpreh në njësi atLeaf (Dey et al., 2016). Leximet maksimale të efikasitetit kuantik të PSII (raporti Fv/Fm) u regjistruan duke përdorur një fluorometër klorofili me ngacmim të vazhdueshëm (Handy PEA, Hansatech Instruments, UK). Gjethet u përshtatën në errësirë duke përdorur kapëse gjethesh për 20 minuta para matjeve Fv/Fm (Restrepo-Diaz dhe Garces-Varon, 2013). Pasi gjethet u ambientuan në errësirë, u matën fluoreshenca bazë (F0) dhe fluoreshenca maksimale (Fm). Nga këto të dhëna, u llogaritën fluoreshenca e ndryshueshme (Fv = Fm – F0), raporti i fluoreshencës së ndryshueshme me fluoreshencën maksimale (Fv/Fm), rendimenti maksimal kuantik i fotokimisë PSII (Fv/F0) dhe raporti Fm/F0 (Baker, 2008; Lee et al., 2017). Leximet relative të klorofilit dhe fluoreshencës së klorofilit u morën në të njëjtat gjethe të përdorura për matjet gs.
Përafërsisht 800 mg peshë e freskët e gjethes u mblodhën si variabla biokimike. Mostrat e gjetheve u homogjenizuan më pas në azot të lëngshëm dhe u ruajtën për analiza të mëtejshme. Metoda spektrometrike e përdorur për të vlerësuar përmbajtjen e klorofilit a, b dhe karotenoideve në inde bazohet në metodën dhe ekuacionet e përshkruara nga Wellburn (1994). Mostrat e indeve të gjetheve (30 mg) u mblodhën dhe u homogjenizuan në 3 ml aceton 80%. Mostrat më pas u centrifuguan (modeli 420101, Becton Dickinson Primary Care Diagnostics, SHBA) në 5000 rpm për 10 minuta për të hequr grimcat. Supernatanti u hollua në një vëllim përfundimtar prej 6 ml duke shtuar aceton 80% (Sims dhe Gamon, 2002). Përmbajtja e klorofilit u përcaktua në 663 (klorofil a) dhe 646 (klorofil b) nm, dhe karotenoidet në 470 nm duke përdorur një spektrofotometër (Spectronic BioMate 3 UV-vis, Thermo, SHBA).
Metoda e acidit tiobarbiturik (TBA) e përshkruar nga Hodges et al. (1999) u përdor për të vlerësuar peroksidimin e lipideve të membranës (MDA). Përafërsisht 0.3 g ind gjethesh u homogjenizuan gjithashtu në azot të lëngshëm. Mostrat u centrifuguan në 5000 rpm dhe absorbimi u mat në një spektrofotometër në 440, 532 dhe 600 nm. Së fundmi, përqendrimi i MDA u llogarit duke përdorur koeficientin e zhdukjes (157 M mL−1).
Përmbajtja e prolinës në të gjitha trajtimet u përcaktua duke përdorur metodën e përshkruar nga Bates et al. (1973). Shtoni 10 ml të një tretësire ujore 3% të acidit sulfosalicilik në mostrën e ruajtur dhe filtrojeni përmes letrës filtruese Whatman (Nr. 2). Pastaj 2 ml të këtij filtrati u reaguan me 2 ml acid ninhidrik dhe 2 ml acid acetik akullnajor. Përzierja u vendos në një banjë uji në 90°C për 1 orë. Ndërpriteni reagimin duke e inkubuar në akull. Tundeni tubin fuqishëm duke përdorur një tundës vorteks dhe tretni tretësirën që rezulton në 4 ml toluen. Leximet e absorbimit u përcaktuan në 520 nm duke përdorur të njëjtin spektrofotometër të përdorur për përcaktimin sasior të pigmenteve fotosintetike (Spectronic BioMate 3 UV-Vis, Thermo, Madison, WI, SHBA).
Metoda e përshkruar nga Gerhards et al. (2016) për të llogaritur temperaturën e kurorës dhe CSI-në. Fotografitë termike u morën me një kamerë FLIR 2 (FLIR Systems Inc., Boston, MA, SHBA) me një saktësi prej ±2°C në fund të periudhës së stresit. Vendosni një sipërfaqe të bardhë pas bimës për fotografim. Përsëri, dy fabrika u konsideruan si modele referimi. Bimët u vendosën në një sipërfaqe të bardhë; njëra ishte e veshur me një adjuvant bujqësor (Agrotin, Bayer CropScience, Bogotá, Kolumbi) për të simuluar hapjen e të gjitha stomatave [modaliteti i lagësht (Twet)], dhe tjetra ishte një gjethe pa asnjë aplikim [modaliteti i thatë (Tdry)] (Castro-Duque et al., 2020). Distanca midis kamerës dhe vazos gjatë filmimit ishte 1 m.
Indeksi i tolerancës relative u llogarit në mënyrë indirekte duke përdorur përçueshmërinë stomatale (gs) të bimëve të trajtuara krahasuar me bimët kontrolluese (bimë pa trajtime stresi dhe me rregullatorë rritjeje të aplikuar) për të përcaktuar tolerancën e gjenotipeve të trajtuara të vlerësuara në këtë studim. RTI u mor duke përdorur një ekuacion të adaptuar nga Chávez-Arias et al. (2020).
Në secilin eksperiment, të gjitha variablat fiziologjike të përmendura më sipër u përcaktuan dhe u regjistruan në 55 DAE duke përdorur gjethe të zgjeruara plotësisht të mbledhura nga kurora e sipërme. Përveç kësaj, matjet u kryen në një dhomë rritjeje për të shmangur ndryshimin e kushteve mjedisore në të cilat rriten bimët.
Të dhënat nga eksperimenti i parë dhe i dytë u analizuan së bashku si një seri eksperimentesh. Çdo grup eksperimental përbëhej nga 5 bimë, dhe secila bimë përbënte një njësi eksperimentale. U krye analiza e variancës (ANOVA) (P ≤ 0.05). Kur u zbuluan ndryshime të rëndësishme, u përdor testi krahasues post hoc i Tukey-t në P ≤ 0.05. Përdorni funksionin arcsinus për të kthyer vlerat në përqindje. Të dhënat u analizuan duke përdorur softuerin Statistix v 9.0 (Analytical Software, Tallahassee, FL, SHBA) dhe u paraqitën në grafik duke përdorur SigmaPlot (versioni 10.0; Systat Software, San Jose, CA, SHBA). Analiza e komponentëve kryesorë u krye duke përdorur softuerin InfoStat 2016 (Analysis Software, Universiteti Kombëtar i Kordobës, Argjentinë) për të identifikuar rregullatorët më të mirë të rritjes së bimëve nën studim.
Tabela 1 përmbledh ANOVA-n që tregon eksperimentet, trajtimet e ndryshme dhe ndërveprimet e tyre me pigmentet fotosintetike të gjetheve (klorofil a, b, total dhe karotenoide), përmbajtjen e malondialdehidës (MDA) dhe prolinës, si dhe përçueshmërinë stomatale. Efekti i gs, përmbajtja relative e ujit (RWC), përmbajtja e klorofilit, parametrat e fluoreshencës alfa të klorofilit, temperatura e kurorës (PCT) (°C), indeksi i stresit të të korrave (CSI) dhe indeksi i tolerancës relative të bimëve të orizit në 55 DAE.
Tabela 1. Përmbledhje e të dhënave ANOVA mbi variablat fiziologjike dhe biokimike të orizit midis eksperimenteve (gjenotipeve) dhe trajtimeve të stresit të nxehtësisë.
Dallimet (P≤0.01) në ndërveprimet e pigmenteve fotosintetike të gjetheve, përmbajtjen relative të klorofilit (leximet Atleaf) dhe parametrat e fluoreshencës alfa-klorofil midis eksperimenteve dhe trajtimeve tregohen në Tabelën 2. Temperaturat e larta gjatë ditës dhe natës rritën përmbajtjen totale të klorofilit dhe karotenoideve. Fidanët e orizit pa asnjë spërkatje gjethesh të fitohormoneve (2.36 mg g-1 për "F67" dhe 2.56 mg g-1 për "F2000") krahasuar me bimët e rritura në kushte optimale të temperaturës (2.67 mg g-1)) treguan përmbajtje më të ulët totale të klorofilit. Në të dy eksperimentet, "F67" ishte 2.80 mg g-1 dhe "F2000" ishte 2.80 mg g-1. Përveç kësaj, fidanët e orizit të trajtuar me një kombinim të spërkatjeve AUX dhe GA nën stresin e nxehtësisë treguan gjithashtu një ulje të përmbajtjes së klorofilit në të dy gjenotipet (AUX = 1.96 mg g-1 dhe GA = 1.45 mg g-1 për "F67"; AUX = 1.96 mg g-1 dhe GA = 1.45 mg g-1 për "F67"; AUX = 2.24 mg) g-1 dhe GA = 1.43 mg g-1 (për "F2000") në kushte të stresit të nxehtësisë. Në kushte të stresit të nxehtësisë, trajtimi gjethesh me BR rezultoi në një rritje të lehtë të kësaj variabli në të dy gjenotipet. Së fundmi, spërkatja gjethesh CK tregoi vlerat më të larta të pigmentit fotosintetik midis të gjitha trajtimeve (trajtimet AUX, GA, BR, SC dhe AC) në gjenotipet F67 (3.24 mg g-1) dhe F2000 (3.65 mg g-1). Përmbajtja relative e klorofilit (njësia Atleaf) u zvogëlua gjithashtu nga stresi i kombinuar i nxehtësisë. Vlerat më të larta u regjistruan gjithashtu në bimët e spërkatura me CC në të dy gjenotipet (41.66 për "F67" dhe 49.30 për "F2000"). Raportet Fv dhe Fv/Fm treguan ndryshime të rëndësishme midis trajtimeve dhe kultivarëve (Tabela 2). Në përgjithësi, midis këtyre variablave, kultivari F67 ishte më pak i ndjeshëm ndaj stresit të nxehtësisë sesa kultivari F2000. Raportet Fv dhe Fv/Fm pësuan më shumë në eksperimentin e dytë. Fidanët 'F2000' të stresuar që nuk u spërkatën me asnjë fitohormon kishin vlerat më të ulëta të Fv (2120.15) dhe raportet Fv/Fm (0.59), por spërkatja gjethembajtëse me CK ndihmoi në rivendosjen e këtyre vlerave (Fv: 2591, 89, raporti Fv/Fm: 0.73). , duke marrë lexime të ngjashme me ato të regjistruara në bimët "F2000" të rritura në kushte optimale të temperaturës (Fv: 2955.35, raporti Fv/Fm: 0.73:0.72). Nuk kishte dallime të rëndësishme në fluoreshencën fillestare (F0), fluoreshencën maksimale (Fm), rendimentin maksimal kuantik fotokimik të PSII (Fv/F0) dhe raportin Fm/F0. Së fundmi, BR tregoi një trend të ngjashëm siç u vu re me CK (Fv 2545.06, raporti Fv/Fm 0.73).
Tabela 2. Efekti i stresit të kombinuar të nxehtësisë (40°/30°C ditë/natë) në pigmentet fotosintetike të gjetheve [efekti i klorofilit total (Chl Total), klorofilit a (Chl a), klorofilit b (Chl b) dhe karotenoideve Cx+c]], përmbajtja relative e klorofilit (njësia Atliff), parametrat e fluoreshencës së klorofilit (fluoreshenca fillestare (F0), fluoreshenca maksimale (Fm), fluoreshenca e ndryshueshme (Fv), efikasiteti maksimal i PSII (Fv/Fm), rendimenti maksimal kuantik fotokimik i PSII (Fv/F0) dhe Fm/F0 në bimët e dy gjenotipeve të orizit [Federrose 67 (F67) dhe Federrose 2000 (F2000)] 55 ditë pas shfaqjes (DAE)).
Përmbajtja relative e ujit (RWC) e bimëve të orizit të trajtuara ndryshe tregoi ndryshime (P ≤ 0.05) në bashkëveprimin midis trajtimeve eksperimentale dhe atyre gjetherënëse (Fig. 1A). Kur u trajtuan me SA, vlerat më të ulëta u regjistruan për të dy gjenotipet (74.01% për F67 dhe 76.6% për F2000). Nën kushtet e stresit të nxehtësisë, RWC e bimëve të orizit të të dy gjenotipeve të trajtuara me fitohormone të ndryshme u rrit ndjeshëm. Në përgjithësi, aplikimet gjetherënëse të CK, GA, AUX ose BR rritën RWC-në në vlera të ngjashme me ato të bimëve të rritura në kushte optimale gjatë eksperimentit. Bimët e kontrollit absolut dhe bimët e spërkatura gjetherënëse regjistruan vlera prej rreth 83% për të dy gjenotipet. Nga ana tjetër, bimët gs gjithashtu treguan ndryshime të rëndësishme (P ≤ 0.01) në bashkëveprimin eksperiment-trajtim (Fig. 1B). Bima e kontrollit absolut (AC) regjistroi gjithashtu vlerat më të larta për secilin gjenotip (440.65 mmol m-2s-1 për F67 dhe 511.02 mmol m-2s-1 për F2000). Bimët e orizit të nënshtruara vetëm ndaj stresit të kombinuar të nxehtësisë treguan vlerat më të ulëta të g-së për të dy gjenotipet (150.60 mmol m-2s-1 për F67 dhe 171.32 mmol m-2s-1 për F2000). Trajtimi gjetherënës me të gjithë rregullatorët e rritjes së bimëve gjithashtu rriti g-në. Në bimët e orizit F2000 të spërkatura me CC, efekti i spërkatjes gjetherënëse me fitohormone ishte më i dukshëm. Ky grup bimësh nuk tregoi ndryshime krahasuar me bimët e kontrollit absolut (AC 511.02 dhe CC 499.25 mmol m-2s-1).
Figura 1. Efekti i stresit të kombinuar të nxehtësisë (40°/30°C ditë/natë) në përmbajtjen relative të ujit (RWC) (A), përçueshmërinë stomatale (gs) (B), prodhimin e malondialdehidës (MDA) (C) dhe përmbajtjen e prolinës (D) në bimët e dy gjenotipeve të orizit (F67 dhe F2000) në 55 ditë pas shfaqjes (DAE). Trajtimet e vlerësuara për secilin gjenotip përfshinin: kontrollin absolut (AC), kontrollin e stresit të nxehtësisë (SC), stresin e nxehtësisë + auksinë (AUX), stresin e nxehtësisë + giberelinë (GA), stresin e nxehtësisë + mitogjenin qelizor (CK) dhe stresin e nxehtësisë + brassinosteroidin (BR). Çdo kolonë përfaqëson mesataren ± gabimin standard të pesë pikave të të dhënave (n = 5). Kolonat e ndjekura nga shkronja të ndryshme tregojnë ndryshime statistikisht të rëndësishme sipas testit të Tukey-t (P ≤ 0.05). Shkronjat me shenjë barazimi tregojnë se mesatarja nuk është statistikisht e rëndësishme (≤ 0.05).
Përmbajtja e MDA-së (P ≤ 0.01) dhe prolinës (P ≤ 0.01) tregoi gjithashtu ndryshime të rëndësishme në ndërveprimin midis trajtimeve eksperimentale dhe atyre me fitohormone (Fig. 1C, D). Rritja e peroksidimit të lipideve u vu re me trajtimin me SC në të dy gjenotipet (Figura 1C), megjithatë bimët e trajtuara me sprej rregullator të rritjes së gjetheve treguan ulje të peroksidimit të lipideve në të dy gjenotipet; Në përgjithësi, përdorimi i fitohormoneve (CA, AUC, BR ose GA) çon në një ulje të peroksidimit të lipideve (përmbajtja e MDA-së). Nuk u gjetën dallime midis bimëve AC të dy gjenotipeve dhe bimëve nën stres të nxehtësisë dhe të spërkatura me fitohormone (vlerat e vëzhguara të FW në bimët "F67" varionin nga 4.38–6.77 µmol g-1, dhe në bimët FW "F2000" "vlerat e vëzhguara varionin nga 2.84 në 9.18 µmol g-1 (bimë). Nga ana tjetër, sinteza e prolinës në bimët "F67" ishte më e ulët se në bimët "F2000" nën stres të kombinuar, gjë që çoi në një rritje të prodhimit të prolinës. Në bimët e orizit të stresuara nga nxehtësia, në të dy eksperimentet, u vu re se administrimi i këtyre hormoneve rriti ndjeshëm përmbajtjen e aminoacideve të bimëve F2000 (AUX dhe BR ishin përkatësisht 30.44 dhe 18.34 µmol g-1) (Fig. 1G).
Efektet e spërkatjes me rregullator të rritjes së bimëve gjetherënëse dhe stresit të kombinuar të nxehtësisë në temperaturën e kurorës së bimëve dhe indeksin e tolerancës relative (RTI) tregohen në Figurat 2A dhe B. Për të dy gjenotipet, temperatura e kurorës së bimëve AC ishte afër 27°C, dhe ajo e bimëve SC ishte rreth 28°C. ME. Gjithashtu u vu re se trajtimet gjetherënëse me CK dhe BR rezultuan në një rënie prej 2-3°C të temperaturës së kurorës krahasuar me bimët SC (Figura 2A). RTI shfaqi sjellje të ngjashme me variablat e tjerë fiziologjikë, duke treguar ndryshime të rëndësishme (P ≤ 0.01) në bashkëveprimin midis eksperimentit dhe trajtimit (Figura 2B). Bimët SC treguan tolerancë më të ulët të bimëve në të dy gjenotipet (përkatësisht 34.18% dhe 33.52% për bimët e orizit "F67" dhe "F2000",). Ushqyerja gjetherënëse e fitohormoneve përmirëson RTI në bimët e ekspozuara ndaj stresit të temperaturës së lartë. Ky efekt ishte më i theksuar në bimët "F2000" të spërkatura me CC, në të cilat RTI ishte 97.69. Nga ana tjetër, ndryshime të rëndësishme u vunë re vetëm në indeksin e stresit të rendimentit (CSI) të bimëve të orizit në kushtet e stresit të spërkatjes me faktor gjethesh (P ≤ 0.01) (Fig. 2B). Vetëm bimët e orizit të nënshtruara ndaj stresit kompleks të nxehtësisë treguan vlerën më të lartë të indeksit të stresit (0.816). Kur bimët e orizit u spërkatën me fitohormone të ndryshme, indeksi i stresit ishte më i ulët (vlera nga 0.6 në 0.67). Së fundmi, bima e orizit e rritur në kushte optimale kishte një vlerë prej 0.138.
Figura 2. Efektet e stresit të kombinuar të nxehtësisë (40°/30°C ditë/natë) në temperaturën e kurorës (A), indeksin e tolerancës relative (RTI) (B) dhe indeksin e stresit të të korrave (CSI) (C) të dy specieve bimore. Gjenotipet komerciale të orizit (F67 dhe F2000) iu nënshtruan trajtimeve të ndryshme të nxehtësisë. Trajtimet e vlerësuara për secilin gjenotip përfshinin: kontroll absolut (AC), kontroll të stresit të nxehtësisë (SC), stres të nxehtësisë + auksinë (AUX), stres të nxehtësisë + giberelinë (GA), stres të nxehtësisë + mitogjen qelizor (CK) dhe stres të nxehtësisë + brassinosteroid. (BR). Stresi i kombinuar i nxehtësisë përfshin ekspozimin e bimëve të orizit ndaj temperaturave të larta të ditës/natës (40°/30°C ditë/natë). Çdo kolonë përfaqëson mesataren ± gabimin standard të pesë pikave të të dhënave (n = 5). Kolonat e ndjekura nga shkronja të ndryshme tregojnë ndryshime statistikisht të rëndësishme sipas testit të Tukey-t (P ≤ 0.05). Shkronjat me shenjë barazimi tregojnë se mesatarja nuk është statistikisht e rëndësishme (≤ 0.05).
Analiza e komponentëve kryesorë (PCA) zbuloi se variablat e vlerësuara në 55 DAE shpjeguan 66.1% të përgjigjeve fiziologjike dhe biokimike të bimëve të orizit të stresuara nga nxehtësia të trajtuara me sprej rregullatori të rritjes (Fig. 3). Vektorët përfaqësojnë variablat dhe pikat përfaqësojnë rregullatorët e rritjes së bimëve (GR). Vektorët e gs, përmbajtja e klorofilit, efikasiteti maksimal kuantik i PSII (Fv/Fm) dhe parametrat biokimikë (TChl, MDA dhe prolina) janë në kënde të ngushta me origjinën, duke treguar një korrelacion të lartë midis sjelljes fiziologjike të bimëve dhe variablit të tyre. Një grup (V) përfshinte fidanë orizi të rritur në temperaturë optimale (AT) dhe bimë F2000 të trajtuara me CK dhe BA. Në të njëjtën kohë, shumica e bimëve të trajtuara me GR formuan një grup të veçantë (IV), dhe trajtimi me GA në F2000 formoi një grup të veçantë (II). Në të kundërt, fidanët e orizit të stresuar nga nxehtësia (grupet I dhe III) pa asnjë spërkatje gjethesh të fitohormoneve (të dy gjenotipet ishin SC) ishin të vendosura në një zonë përballë grupit V, duke demonstruar efektin e stresit të nxehtësisë në fiziologjinë e bimëve.
Figura 3. Analiza bigrafike e efekteve të stresit të kombinuar të nxehtësisë (40°/30°C ditë/natë) në bimët e dy gjenotipeve të orizit (F67 dhe F2000) 55 ditë pas shfaqjes (DAE). Shkurtimet: AC F67, kontroll absolut F67; SC F67, kontroll i stresit të nxehtësisë F67; AUX F67, stres i nxehtësisë + auksinë F67; GA F67, stres i nxehtësisë + giberelinë F67; CK F67, stres i nxehtësisë + ndarja qelizore BR F67, stres i nxehtësisë + brassinosteroid. F67; AC F2000, kontroll absolut F2000; SC F2000, Kontroll i Stresit të nxehtësisë F2000; AUX F2000, stres i nxehtësisë + auksinë F2000; GA F2000, stres i nxehtësisë + giberelinë F2000; CK F2000, stres nga nxehtësia + citokininë, BR F2000, stres nga nxehtësia + steroid prej bronzi; F2000.
Variabla të tilla si përmbajtja e klorofilit, përçueshmëria stomatale, raporti Fv/Fm, CSI, MDA, RTI dhe përmbajtja e prolinës mund të ndihmojnë në kuptimin e përshtatjes së gjenotipeve të orizit dhe në vlerësimin e ndikimit të strategjive agronomike nën stresin e nxehtësisë (Sarsu et al., 2018; Quintero-Calderon et al., 2021). Qëllimi i këtij eksperimenti ishte të vlerësohej efekti i aplikimit të katër rregullatorëve të rritjes në parametrat fiziologjikë dhe biokimikë të fidanëve të orizit në kushte komplekse të stresit të nxehtësisë. Testimi i fidanëve është një metodë e thjeshtë dhe e shpejtë për vlerësimin e njëkohshëm të bimëve të orizit në varësi të madhësisë ose gjendjes së infrastrukturës në dispozicion (Sarsu et al. 2018). Rezultatet e këtij studimi treguan se stresi i kombinuar i nxehtësisë shkakton përgjigje të ndryshme fiziologjike dhe biokimike në dy gjenotipet e orizit, duke treguar një proces përshtatjeje. Këto rezultate tregojnë gjithashtu se spërkatjet e rregullatorëve të rritjes gjethe (kryesisht citokininat dhe brassinosteroidet) ndihmojnë orizin të përshtatet me stresin kompleks të nxehtësisë pasi favori ndikon kryesisht në gs, RWC, raportin Fv/Fm, pigmentet fotosintetike dhe përmbajtjen e prolinës.
Zbatimi i rregullatorëve të rritjes ndihmon në përmirësimin e gjendjes së ujit të bimëve të orizit nën stres të nxehtësisë, i cili mund të shoqërohet me stres më të lartë dhe temperatura më të ulëta të kurorës së bimëve. Ky studim tregoi se midis bimëve "F2000" (gjenotip i ndjeshëm), bimët e orizit të trajtuara kryesisht me CK ose BR kishin vlera më të larta gs dhe vlera më të ulëta PCT sesa bimët e trajtuara me SC. Studimet e mëparshme kanë treguar gjithashtu se gs dhe PCT janë tregues të saktë fiziologjikë që mund të përcaktojnë përgjigjen adaptive të bimëve të orizit dhe efektet e strategjive agronomike në stresin e nxehtësisë (Restrepo-Diaz dhe Garces-Varon, 2013; Sarsu et al., 2018; Quintero). -Carr DeLong et al., 2021). CK ose BR e gjethes rrisin g nën stres sepse këto hormone bimore mund të nxisin hapjen e stomatave përmes ndërveprimeve sintetike me molekula të tjera sinjalizuese si ABA (promotor i mbylljes së stomatave nën stres abiotik) (Macková et al., 2013; Zhou et al., 2013). ). , 2014). Hapja e stomatave nxit ftohjen e gjetheve dhe ndihmon në uljen e temperaturave të kurorës së pemës (Sonjaroon et al., 2018; Quintero-Calderón et al., 2021). Për këto arsye, temperatura e kurorës së bimëve të orizit të spërkatura me CK ose BR mund të jetë më e ulët nën stresin e kombinuar të nxehtësisë.
Stresi i temperaturës së lartë mund të zvogëlojë përmbajtjen e pigmentit fotosintetik të gjetheve (Chen et al., 2017; Ahammed et al., 2018). Në këtë studim, kur bimët e orizit ishin nën stres të nxehtësisë dhe nuk u spërkatën me asnjë rregullator të rritjes së bimëve, pigmentet fotosintetike kishin tendencë të uleshin në të dy gjenotipet (Tabela 2). Feng et al. (2013) gjithashtu raportuan një rënie të konsiderueshme të përmbajtjes së klorofilit në gjethet e dy gjenotipeve të grurit të ekspozuara ndaj stresit të nxehtësisë. Ekspozimi ndaj temperaturave të larta shpesh rezulton në ulje të përmbajtjes së klorofilit, e cila mund të jetë për shkak të uljes së biosintezës së klorofilit, degradimit të pigmenteve ose efekteve të tyre të kombinuara nën stresin e nxehtësisë (Fahad et al., 2017). Megjithatë, bimët e orizit të trajtuara kryesisht me CK dhe BA rritën përqendrimin e pigmenteve fotosintetike të gjetheve nën stresin e nxehtësisë. Rezultate të ngjashme u raportuan edhe nga Jespersen dhe Huang (2015) dhe Suchsagunpanit et al. (2015), të cilët vunë re një rritje të përmbajtjes së klorofilit të gjetheve pas aplikimit të hormoneve zeatin dhe epibrassinosteroid në barin e orizit të stresuar nga nxehtësia, përkatësisht. Një shpjegim i arsyeshëm pse CK dhe BR nxisin rritjen e përmbajtjes së klorofilit në gjethe nën stresin e kombinuar të nxehtësisë është se CK mund të rrisë fillimin e induksionit të qëndrueshëm të promotorëve të shprehjes (siç është promotori aktivizues i plakjes (SAG12) ose promotori HSP18) dhe të zvogëlojë humbjen e klorofilit në gjethe, të vonojë plakjen e gjetheve dhe të rrisë rezistencën e bimëve ndaj nxehtësisë (Liu et al., 2020). BR mund të mbrojë klorofilin e gjetheve dhe të rrisë përmbajtjen e klorofilit në gjethe duke aktivizuar ose nxitur sintezën e enzimave të përfshira në biosintezën e klorofilit në kushte stresi (Sharma et al., 2017; Siddiqui et al., 2018). Së fundmi, dy fitohormone (CK dhe BR) gjithashtu nxisin shprehjen e proteinave të shokut të nxehtësisë dhe përmirësojnë procese të ndryshme të adaptimit metabolik, siç është rritja e biosintezës së klorofilit (Sharma et al., 2017; Liu et al., 2020).
Parametrat e fluoreshencës së klorofilës a ofrojnë një metodë të shpejtë dhe jo-shkatërruese që mund të vlerësojë tolerancën ose përshtatjen e bimëve ndaj kushteve të stresit abiotik (Chaerle et al. 2007; Kalaji et al. 2017). Parametra të tillë si raporti Fv/Fm janë përdorur si tregues të përshtatjes së bimëve ndaj kushteve të stresit (Alvarado-Sanabria et al. 2017; Chavez-Arias et al. 2020). Në këtë studim, bimët SC treguan vlerat më të ulëta të kësaj variabli, kryesisht bimët e orizit "F2000". Yin et al. (2010) zbuluan gjithashtu se raporti Fv/Fm i gjetheve të orizit me rritjen më të lartë u ul ndjeshëm në temperatura mbi 35°C. Sipas Feng et al. (2013), raporti më i ulët Fv/Fm nën stresin e nxehtësisë tregon se shkalla e kapjes dhe shndërrimit të energjisë së ngacmimit nga qendra e reagimit PSII është zvogëluar, duke treguar se qendra e reagimit PSII shpërbëhet nën stresin e nxehtësisë. Ky vëzhgim na lejon të konkludojmë se çrregullimet në aparatin fotosintetik janë më të theksuara në varietetet e ndjeshme (Fedearroz 2000) sesa në varietetet rezistente (Fedearroz 67).
Përdorimi i CK ose BR në përgjithësi rriti performancën e PSII në kushte komplekse të stresit të nxehtësisë. Rezultate të ngjashme u morën nga Suchsagunpanit et al. (2015), të cilët vunë re se aplikimi i BR rriti efikasitetin e PSII nën stresin e nxehtësisë në oriz. Kumar et al. (2020) zbuluan gjithashtu se bimët e qiqrave të trajtuara me CK (6-benziladeninë) dhe të nënshtruara ndaj stresit të nxehtësisë rritën raportin Fv/Fm, duke arritur në përfundimin se aplikimi në gjethe i CK duke aktivizuar ciklin e pigmentit zeaksantinë nxiti aktivitetin e PSII. Përveç kësaj, spërkatja e gjetheve të BR favorizoi fotosintezën e PSII në kushte të kombinuara të stresit, duke treguar se aplikimi i këtij fitohormoni rezultoi në uljen e shpërndarjes së energjisë së ngacmimit të antenave PSII dhe nxiti akumulimin e proteinave të vogla të shokut të nxehtësisë në kloroplaste (Ogweno et al. 2008; Kothari dhe Lachowitz). , 2021).
Përmbajtja e MDA-së dhe prolinës shpesh rritet kur bimët janë nën stres abiotik krahasuar me bimët e rritura në kushte optimale (Alvarado-Sanabria et al. 2017). Studimet e mëparshme kanë treguar gjithashtu se nivelet e MDA-së dhe prolinës janë tregues biokimikë që mund të përdoren për të kuptuar procesin e përshtatjes ose ndikimin e praktikave agronomike në oriz nën temperaturat e larta të ditës ose të natës (Alvarado-Sanabria et al., 2017; Quintero-Calderón et al. . , 2021). Këto studime treguan gjithashtu se përmbajtja e MDA-së dhe prolinës prirej të ishte më e lartë në bimët e orizit të ekspozuara ndaj temperaturave të larta natën ose gjatë ditës, përkatësisht. Megjithatë, spërkatja me gjethe e CK dhe BR kontribuoi në një ulje të MDA-së dhe një rritje të niveleve të prolinës, kryesisht në gjenotipin tolerant (Federroz 67). Spërkatja CK mund të nxisë mbishprehjen e citokininës oksidazës/dehidrogjenazës, duke rritur kështu përmbajtjen e komponimeve mbrojtëse si betaina dhe prolina (Liu et al., 2020). BR nxit induksionin e osmoprotektorëve si betaina, sheqernat dhe aminoacidet (përfshirë prolinën e lirë), duke ruajtur ekuilibrin osmotik qelizor në shumë kushte të pafavorshme mjedisore (Kothari dhe Lachowiec, 2021).
Indeksi i stresit të të korrave (CSI) dhe indeksi i tolerancës relative (RTI) përdoren për të përcaktuar nëse trajtimet që vlerësohen ndihmojnë në zbutjen e streseve të ndryshme (abiotike dhe biotike) dhe kanë një efekt pozitiv në fiziologjinë e bimëve (Castro-Duque et al., 2020; Chavez-Arias et al., 2020). Vlerat CSI mund të variojnë nga 0 në 1, duke përfaqësuar përkatësisht kushtet jo-stres dhe stres (Lee et al., 2010). Vlerat CSI të bimëve të stresuara nga nxehtësia (SC) varionin nga 0.8 në 0.9 (Figura 2B), duke treguar se bimët e orizit u prekën negativisht nga stresi i kombinuar. Megjithatë, spërkatja me gjethe e BC (0.6) ose CK (0.6) çoi kryesisht në një ulje të këtij treguesi në kushte stresi abiotik krahasuar me bimët e orizit SC. Në bimët F2000, RTI tregoi një rritje më të lartë kur u përdorën CA (97.69%) dhe BC (60.73%) krahasuar me SA (33.52%), duke treguar se këta rregullatorë të rritjes së bimëve kontribuojnë gjithashtu në përmirësimin e reagimit të orizit ndaj tolerancës së përbërjes. Mbinxehja. Këto indekse janë propozuar për të menaxhuar kushtet e stresit në specie të ndryshme. Një studim i kryer nga Lee et al. (2010) tregoi se CSI e dy varieteteve të pambukut nën stres të moderuar të ujit ishte rreth 0.85, ndërsa vlerat e CSI të varieteteve të ujitura mirë varionin nga 0.4 në 0.6, duke arritur në përfundimin se ky indeks është një tregues i përshtatjes së varieteteve me ujin. Për më tepër, Chavez-Arias et al. (2020) vlerësuan efektivitetin e nxitësve sintetikë si një strategji gjithëpërfshirëse për menaxhimin e stresit në bimët C. elegans dhe zbuluan se bimët e spërkatura me këto komponime shfaqën RTI më të lartë (65%). Bazuar në sa më sipër, CK dhe BR mund të konsiderohen si strategji agronomike që synojnë rritjen e tolerancës së orizit ndaj stresit kompleks të nxehtësisë, pasi këta rregullatorë të rritjes së bimëve shkaktojnë përgjigje pozitive biokimike dhe fiziologjike.
Në vitet e fundit, hulumtimi mbi orizin në Kolumbi është përqendruar në vlerësimin e gjenotipeve tolerante ndaj temperaturave të larta të ditës ose të natës duke përdorur tipare fiziologjike ose biokimike (Sánchez-Reinoso et al., 2014; Alvarado-Sanabria et al., 2021). Megjithatë, në vitet e fundit, analiza e teknologjive praktike, ekonomike dhe fitimprurëse është bërë gjithnjë e më e rëndësishme për të propozuar menaxhimin e integruar të të korrave për të përmirësuar efektet e periudhave komplekse të stresit nga nxehtësia në vend (Calderón-Páez et al., 2021; Quintero-Calderon et al., 2021). Kështu, përgjigjet fiziologjike dhe biokimike të bimëve të orizit ndaj stresit kompleks nga nxehtësia (40°C ditë/30°C natë) të vëzhguara në këtë studim sugjerojnë që spërkatja me gjethe me CK ose BR mund të jetë një metodë e përshtatshme e menaxhimit të të korrave për të zbutur efektet negative. Efekti i periudhave të stresit të moderuar nga nxehtësia. Këto trajtime përmirësuan tolerancën e të dy gjenotipeve të orizit (CSI e ulët dhe RTI e lartë), duke demonstruar një trend të përgjithshëm në përgjigjet fiziologjike dhe biokimike të bimëve nën stresin e kombinuar nga nxehtësia. Përgjigja kryesore e bimëve të orizit ishte një rënie në përmbajtjen e GC, klorofilit total, klorofilave α dhe β dhe karotenoideve. Përveç kësaj, bimët vuajnë nga dëmtimi i PSII (ulje e parametrave të fluoreshencës së klorofilit si raporti Fv/Fm) dhe rritje e peroksidimit të lipideve. Nga ana tjetër, kur orizi u trajtua me CK dhe BR, këto efekte negative u zbutën dhe përmbajtja e prolinës u rrit (Fig. 4).
Figura 4. Model konceptual i efekteve të stresit të kombinuar nga nxehtësia dhe spërkatjes me rregullator të rritjes së bimëve gjetherënëse në bimët e orizit. Shigjetat e kuqe dhe blu tregojnë efektet negative ose pozitive të ndërveprimit midis stresit nga nxehtësia dhe aplikimit gjetherënës të BR (brassinosteroidit) dhe CK (citokininës) në përgjigjet fiziologjike dhe biokimike, përkatësisht. gs: përçueshmëria stomatale; Chl totale: përmbajtja totale e klorofilit; Chl α: përmbajtja e klorofilit β; Cx+c: përmbajtja e karotenoideve;
Si përmbledhje, përgjigjet fiziologjike dhe biokimike në këtë studim tregojnë se bimët e orizit Fedearroz 2000 janë më të ndjeshme ndaj një periudhe stresi kompleks të nxehtësisë sesa bimët e orizit Fedearroz 67. Të gjithë rregullatorët e rritjes të vlerësuar në këtë studim (auksinat, giberelinat, citokininat ose brassinosteroidet) demonstruan një farë shkalle të reduktimit të stresit të kombinuar të nxehtësisë. Megjithatë, citokinina dhe brassinosteroidet shkaktuan përshtatje më të mirë të bimëve pasi të dy rregullatorët e rritjes së bimëve rritën përmbajtjen e klorofilit, parametrat e fluoreshencës alfa-klorofil, gs dhe RWC krahasuar me bimët e orizit pa asnjë aplikim, dhe gjithashtu ulën përmbajtjen e MDA dhe temperaturën e kurorës. Si përmbledhje, konkludojmë se përdorimi i rregullatorëve të rritjes së bimëve (citokininat dhe brassinosteroidet) është një mjet i dobishëm në menaxhimin e kushteve të stresit në kulturat e orizit të shkaktuara nga stresi i rëndë i nxehtësisë gjatë periudhave të temperaturave të larta.
Materialet origjinale të paraqitura në studim janë përfshirë me artikullin, dhe për pyetje të mëtejshme mund t'i drejtoheni autorit përkatës.
Koha e postimit: 08 Gusht 2024