Rregullatorët e rritjes së bimëve (PGR)janë një mënyrë me kosto efektive për të përmirësuar mbrojtjen e bimëve në kushte stresi. Ky studim hetoi aftësinë e dyPGR-të, tiourea (TU) dhe arginina (Arg), për të lehtësuar stresin e kripës në grurë. Rezultatet treguan se TU dhe Arg, veçanërisht kur përdoren së bashku, mund të rregullojnë rritjen e bimëve nën stresin e kripës. Trajtimet e tyre rritën ndjeshëm aktivitetet e enzimave antioksiduese duke ulur nivelet e specieve reaktive të oksigjenit (ROS), malondialdehidës (MDA) dhe rrjedhjen relative të elektroliteve (REL) në fidanët e grurit. Përveç kësaj, këto trajtime ulën ndjeshëm përqendrimet e Na+ dhe Ca2+ dhe raportin Na+/K+, duke rritur ndjeshëm përqendrimin e K+, duke ruajtur kështu ekuilibrin jon-osmotik. Më e rëndësishmja, TU dhe Arg rritën ndjeshëm përmbajtjen e klorofilit, shkallën neto të fotosintezës dhe shkallën e shkëmbimit të gazit të fidanëve të grurit nën stresin e kripës. TU dhe Arg të përdorura vetëm ose në kombinim mund të rrisin akumulimin e lëndës së thatë me 9.03–47.45%, dhe rritja ishte më e madhe kur ato u përdorën së bashku. Si përfundim, ky studim thekson se ruajtja e homeostazës redoks dhe ekuilibrit jonik është e rëndësishme për rritjen e tolerancës së bimëve ndaj stresit të kripës. Përveç kësaj, TU dhe Arg u rekomanduan si potencialë.rregullatorët e rritjes së bimëve,veçanërisht kur përdoren së bashku, për të rritur rendimentin e grurit.
Ndryshimet e shpejta në klimë dhe praktikat bujqësore po rrisin degradimin e ekosistemeve bujqësore1. Një nga pasojat më serioze është kripëzimi i tokës, i cili kërcënon sigurinë globale ushqimore2. Kripëzimi aktualisht prek rreth 20% të tokës së punueshme në të gjithë botën, dhe kjo shifër mund të rritet në 50% deri në vitin 20503. Stresi kripor-alkal mund të shkaktojë stres osmotik në rrënjët e të korrave, i cili prish ekuilibrin jonik në bimë4. Kushte të tilla të pafavorshme mund të çojnë gjithashtu në zbërthim të përshpejtuar të klorofilit, ulje të shkallës së fotosintezës dhe çrregullime metabolike, duke rezultuar në ulje të rendimenteve të bimëve5,6. Për më tepër, një efekt serioz i zakonshëm është rritja e gjenerimit të specieve reaktive të oksigjenit (ROS), të cilat mund të shkaktojnë dëmtime oksidative në biomolekula të ndryshme, duke përfshirë ADN-në, proteinat dhe lipidet7.
Gruri (Triticum aestivum) është një nga kulturat më të rëndësishme të drithërave në botë. Nuk është vetëm kultura e drithërave që rritet më gjerësisht, por edhe një kulturë e rëndësishme komerciale8. Megjithatë, gruri është i ndjeshëm ndaj kripës, e cila mund të pengojë rritjen e tij, të prishë proceset e tij fiziologjike dhe biokimike dhe të ulë ndjeshëm rendimentin e tij. Strategjitë kryesore për të zbutur efektet e stresit nga kripa përfshijnë modifikimin gjenetik dhe përdorimin e rregullatorëve të rritjes së bimëve. Organizmat e modifikuar gjenetikisht (GM) janë përdorimi i redaktimit të gjeneve dhe teknikave të tjera për të zhvilluar varietete gruri tolerante ndaj kripës9,10. Nga ana tjetër, rregullatorët e rritjes së bimëve rrisin tolerancën ndaj kripës në grurë duke rregulluar aktivitetet fiziologjike dhe nivelet e substancave të lidhura me kripën, duke zbutur kështu dëmet nga stresi11. Këta rregullatorë janë përgjithësisht më të pranuar dhe të përdorur gjerësisht sesa qasjet transgjenike. Ato mund të rrisin tolerancën e bimëve ndaj streseve të ndryshme abiotike si kripësia, thatësira dhe metalet e rënda, dhe të nxisin mbirjen e farave, thithjen e lëndëve ushqyese dhe rritjen riprodhuese, duke rritur kështu rendimentin dhe cilësinë e të korrave.12 Rregullatorët e rritjes së bimëve janë kritikë për të siguruar rritjen e të korrave dhe për të ruajtur rendimentin dhe cilësinë për shkak të mirëdashësisë së tyre mjedisore, lehtësisë së përdorimit, efektivitetit të kostos dhe praktikës së tyre. 13 Megjithatë, meqenëse këta modulatorë kanë mekanizma të ngjashëm veprimi, përdorimi i vetëm njërit prej tyre mund të mos jetë efektiv. Gjetja e një kombinimi të rregullatorëve të rritjes që mund të përmirësojë tolerancën ndaj kripës në grurë është thelbësore për kultivimin e grurit në kushte të pafavorshme, duke rritur rendimentet dhe duke siguruar sigurinë ushqimore.
Nuk ka studime që hetojnë përdorimin e kombinuar të TU dhe Arg. Nuk është e qartë nëse ky kombinim inovativ mund të nxisë në mënyrë sinergjike rritjen e grurit nën stresin e kripës. Prandaj, qëllimi i këtij studimi ishte të përcaktonte nëse këta dy rregullatorë të rritjes mund të lehtësojnë në mënyrë sinergjike efektet negative të stresit të kripës në grurë. Për këtë qëllim, ne kryem një eksperiment afatshkurtër hidroponik të fidanëve të grurit për të hetuar përfitimet e aplikimit të kombinuar të TU dhe Arg në grurë nën stresin e kripës, duke u përqendruar në ekuilibrin redoks dhe jonik të bimëve. Ne hipotetizuam se kombinimi i TU dhe Arg mund të funksionojë në mënyrë sinergjike për të zvogëluar dëmtimin oksidativ të shkaktuar nga stresi i kripës dhe për të menaxhuar çekuilibrin jonik, duke rritur kështu tolerancën ndaj kripës në grurë.
Përmbajtja e MDA-së në mostra u përcaktua me metodën e acidit tiobarbiturik. Peshoni me saktësi 0.1 g pluhur të freskët të mostrës, ekstraktoni me 1 ml acid trikloroacetik 10% për 10 minuta, centrifugojeni në 10,000 g për 20 minuta dhe mblidhni supernatantin. Ekstrakti u përzie me një vëllim të barabartë të acidit tiobarbiturik 0.75% dhe u inkubua në 100 °C për 15 minuta. Pas inkubimit, supernatanti u mblodh me centrifugim dhe u matën vlerat OD në 450 nm, 532 nm dhe 600 nm. Përqendrimi i MDA-së u llogarit si më poshtë:
Ngjashëm me trajtimin 3-ditor, aplikimi i Arg dhe Tu rriti ndjeshëm aktivitetet enzimatike antioksiduese të fidanëve të grurit gjatë trajtimit 6-ditor. Kombinimi i TU dhe Arg ishte ende më efektivi. Megjithatë, 6 ditë pas trajtimit, aktivitetet e katër enzimave antioksiduese në kushte të ndryshme trajtimi treguan një tendencë në rënie krahasuar me 3 ditë pas trajtimit (Figura 6).
Fotosinteza është baza e akumulimit të lëndës së thatë në bimë dhe ndodh në kloroplaste, të cilat janë jashtëzakonisht të ndjeshme ndaj kripës. Stresi i kripës mund të çojë në oksidimin e membranës plazmatike, prishjen e ekuilibrit osmotik qelizor, dëmtimin e ultrastrukturës së kloroplastit36, të shkaktojë degradimin e klorofilit, të ulë aktivitetin e enzimave të ciklit Calvin (përfshirë Rubisco) dhe të zvogëlojë transferimin e elektroneve nga PS II në PS I37. Përveç kësaj, stresi i kripës mund të shkaktojë mbylljen e stomatave, duke zvogëluar kështu përqendrimin e CO2 në gjethe dhe duke penguar fotosintezën38. Rezultatet tona konfirmuan gjetjet e mëparshme se stresi i kripës zvogëlon përçueshmërinë stomatale në grurë, duke rezultuar në uljen e shkallës së transpirimit të gjetheve dhe përqendrimin intraqelizor të CO2, gjë që në fund të fundit çon në uljen e kapacitetit fotosintetik dhe uljen e biomasës së grurit (Fig. 1 dhe 3). Veçanërisht, aplikimi i TU dhe Arg mund të rrisë efikasitetin fotosintetik të bimëve të grurit nën stresin e kripës. Përmirësimi në efikasitetin fotosintetik ishte veçanërisht i rëndësishëm kur TU dhe Arg u aplikuan njëkohësisht (Fig. 3). Kjo mund të jetë për shkak të faktit se TU dhe Arg rregullojnë hapjen dhe mbylljen e stomatave, duke rritur kështu efikasitetin fotosintetik, i cili mbështetet nga studimet e mëparshme. Për shembull, Bencarti et al. zbuluan se nën stresin e kripës, TU rriti ndjeshëm përçueshmërinë stomatale, shkallën e asimilimit të CO2 dhe efikasitetin maksimal kuantik të fotokimisë PSII në Atriplex portulacoides L.39. Edhe pse nuk ka raporte të drejtpërdrejta që vërtetojnë se Arg mund të rregullojë hapjen dhe mbylljen e stomatave në bimët e ekspozuara ndaj stresit të kripës, Silveira et al. treguan se Arg mund të nxisë shkëmbimin e gazrave në gjethe në kushte thatësire22.
Si përmbledhje, ky studim thekson se pavarësisht mekanizmave të tyre të ndryshëm të veprimit dhe vetive fiziko-kimike, TU dhe Arg mund të ofrojnë rezistencë të krahasueshme ndaj stresit të NaCl në fidanët e grurit, veçanërisht kur aplikohen së bashku. Aplikimi i TU dhe Arg mund të aktivizojë sistemin mbrojtës enzimatik antioksidues të fidanëve të grurit, të zvogëlojë përmbajtjen e ROS dhe të ruajë stabilitetin e lipideve të membranës, duke ruajtur kështu fotosintezën dhe ekuilibrin Na+/K+ në fidanë. Megjithatë, ky studim ka edhe kufizime; megjithëse efekti sinergjik i TU dhe Arg u konfirmua dhe mekanizmi i tij fiziologjik u shpjegua deri diku, mekanizmi molekular më kompleks mbetet i paqartë. Prandaj, është i nevojshëm studimi i mëtejshëm i mekanizmit sinergjik të TU dhe Arg duke përdorur metoda transkriptomike, metabolomike dhe të tjera.
Setet e të dhënave të përdorura dhe/ose të analizuara gjatë studimit aktual janë të disponueshme nga autori përkatës me kërkesë të arsyeshme.
Koha e postimit: 19 maj 2025