Զաքսինոն միմետիկը (MiZax) արդյունավետորեն խթանում է կարտոֆիլի և ելակի բույսերի աճը և արտադրողականությունը անապատային կլիմայական պայմաններում։

Կլիմայի փոփոխությունը և բնակչության արագ աճը դարձել են համաշխարհային պարենային անվտանգության հիմնական մարտահրավերներ: Մեկ խոստումնալից լուծում է…բույսերի աճի կարգավորիչներ(PGR)՝ բերքատվությունը բարձրացնելու և անբարենպաստ աճեցման պայմանները, ինչպիսիք են անապատային կլիման, հաղթահարելու համար: Վերջերս կարոտինոիդ զաքսինոնը և դրա երկու անալոգները (MiZax3 և MiZax5) ցույց են տվել խոստումնալից աճը խթանող ակտիվություն հացահատիկային և բանջարեղենային մշակաբույսերի մեջ ջերմոցային և դաշտային պայմաններում: Այստեղ մենք ավելի մանրամասն ուսումնասիրել ենք MiZax3-ի և MiZax5-ի տարբեր կոնցենտրացիաների ազդեցությունը (5 մկՄ և 10 մկՄ՝ 2021 թվականին; 2.5 մկՄ և 5 մկՄ՝ 2022 թվականին) Կամբոջայում երկու բարձրարժեք բանջարեղենային մշակաբույսերի՝ կարտոֆիլի և ելակի աճի և բերքատվության վրա: Արաբիա: 2021-ից 2022 թվականներին հինգ անկախ դաշտային փորձարկումների ընթացքում MiZax-ի և՛ կիրառումը զգալիորեն բարելավել է բույսերի գյուղատնտեսական բնութագրերը, բերքատվության բաղադրիչները և ընդհանուր բերքատվությունը: Հարկ է նշել, որ MiZax-ը օգտագործվում է շատ ավելի ցածր դեղաչափերով, քան հումինաթթուն (լայնորեն օգտագործվող առևտրային միացություն, որն այստեղ օգտագործվում է համեմատության համար): Այսպիսով, մեր արդյունքները ցույց են տալիս, որ MiZax-ը շատ խոստումնալից բույսերի աճի կարգավորիչ է, որը կարող է օգտագործվել բանջարանոցային մշակաբույսերի աճը և բերքատվությունը խթանելու համար նույնիսկ անապատային պայմաններում և համեմատաբար ցածր կոնցենտրացիաներով։
ՄԱԿ-ի Սննդի և գյուղատնտեսության կազմակերպության (FAO) տվյալներով՝ մեր սննդի արտադրության համակարգերը պետք է գրեթե եռապատկվեն մինչև 2050 թվականը՝ աճող համաշխարհային բնակչությանը կերակրելու համար (FAO. Մինչև 2050 թվականը աշխարհը կարիք կունենա 70%-ով ավելի շատ սննդի1): Փաստորեն, բնակչության արագ աճը, աղտոտվածությունը, վնասատուների տեղաշարժերը և հատկապես կլիմայի փոփոխության պատճառով առաջացած բարձր ջերմաստիճանն ու երաշտը բոլորն էլ գլոբալ պարենային անվտանգության առջև ծառացած մարտահրավերներ են2: Այս առումով, գյուղատնտեսական մշակաբույսերի ոչ օպտիմալ պայմաններում համախառն բերքատվության բարձրացումը այս հրատապ խնդրի անվիճելի լուծումներից մեկն է: Այնուամենայնիվ, բույսերի աճն ու զարգացումը հիմնականում կախված են հողում սննդանյութերի առկայությունից և խիստ սահմանափակվում են անբարենպաստ շրջակա միջավայրի գործոններով, ներառյալ երաշտը, աղիությունը կամ կենսաբանական սթրեսը3,4,5: Այս սթրեսները կարող են բացասաբար ազդել մշակաբույսերի առողջության և զարգացման վրա և, ի վերջո, հանգեցնել բերքատվության նվազմանը6: Բացի այդ, քաղցրահամ ջրի սահմանափակ պաշարները լրջորեն ազդում են մշակաբույսերի ոռոգման վրա, մինչդեռ գլոբալ կլիմայի փոփոխությունը անխուսափելիորեն նվազեցնում է վարելահողերի մակերեսը, իսկ այնպիսի իրադարձություններ, ինչպիսիք են ջերմային ալիքները, նվազեցնում են մշակաբույսերի արտադրողականությունը7,8: Բարձր ջերմաստիճանները տարածված են աշխարհի շատ մասերում, այդ թվում՝ Սաուդյան Արաբիայում: Կենսախթանիչների կամ բույսերի աճի կարգավորիչների (ԲԱԿ) օգտագործումը օգտակար է աճի ցիկլը կրճատելու և մշակաբույսերի բերքատվությունը մեծացնելու համար: Այն կարող է բարելավել մշակաբույսերի դիմադրողականությունը և հնարավորություն տալ բույսերին հաղթահարել անբարենպաստ աճեցման պայմանները9: Այս առումով, կենսախթանիչներն ու բույսերի աճի կարգավորիչները կարող են օգտագործվել օպտիմալ կոնցենտրացիաներով՝ բույսերի աճը և արտադրողականությունը բարելավելու համար10,11:
Կարոտինոիդները տետրատերպենոիդներ են, որոնք նաև ծառայում են որպես նախորդներ ֆիտոհորմոններ՝ աբսցիսական թթու (ABA) և ստրիգոլակտոն (SL)12,13,14, ինչպես նաև վերջերս հայտնաբերված աճի կարգավորիչներ՝ զաքսինոն, անորեն և ցիկլոցիտրալ15,16,17,18,19: Այնուամենայնիվ, իրական մետաբոլիտների մեծ մասը, այդ թվում՝ կարոտինոիդների ածանցյալները, ունեն սահմանափակ բնական աղբյուրներ և/կամ անկայուն են, ինչը դժվարացնում է դրանց անմիջական կիրառումը այս ոլորտում: Այսպիսով, վերջին մի քանի տարիների ընթացքում մշակվել և փորձարկվել են մի քանի ABA և SL անալոգներ/միմետիկներ գյուղատնտեսական կիրառությունների համար20,21,22,23,24,25: Նմանապես, մենք վերջերս մշակել ենք զաքսինոնի (MiZax) միմետիկներ, որը աճը խթանող մետաբոլիտ է, որը կարող է իր ազդեցությունն ունենալ շաքարի նյութափոխանակությունը բարելավելու և բրնձի արմատներում SL հոմեոստազը կարգավորելու միջոցով19,26: Զաքսինոն 3-ի (MiZax3) և MiZax5-ի միմետիկները (քիմիական կառուցվածքները ներկայացված են նկար 1A-ում) ցուցաբերել են զաքսինոնի հետ համեմատելի կենսաբանական ակտիվություն հիդրոպոնիկ եղանակով և հողում աճեցված վայրի բրնձի բույսերում26: Ավելին, լոլիկի, արմավենու, կանաչ պղպեղի և դդմի մշակումը զաքսինոնով, MiZax3-ով և MiZx5-ով բարելավել է բույսերի աճը և արտադրողականությունը, այսինքն՝ պղպեղի բերքատվությունն ու որակը, ջերմոցային և բաց դաշտային պայմաններում, ինչը վկայում է դրանց դերի մասին որպես կենսախթանիչներ և PGR27-ի օգտագործման մասին: Հետաքրքիր է, որ MiZax3-ը և MiZax5-ը նաև բարելավել են բարձր աղիության պայմաններում աճեցված կանաչ պղպեղի աղի նկատմամբ դիմադրողականությունը, իսկ MiZax3-ը մեծացրել է պտղի ցինկի պարունակությունը, երբ այն պարկուճավորվել է ցինկ պարունակող մետաղ-օրգանական շրջանակներով7,28:
(Ա) MiZax3-ի և MiZax5-ի քիմիական կառուցվածքը։ (Բ) MZ3-ի և MZ5-ի տերևային ցողման ազդեցությունը 5 µM և 10 µM կոնցենտրացիաներով կարտոֆիլի բույսերի վրա բաց դաշտի պայմաններում։ Փորձը տեղի կունենա 2021 թվականին։ Տվյալները ներկայացված են որպես միջին ± ստանդարտ շեղում։ n≥15։ Վիճակագրական վերլուծությունը կատարվել է միակողմանի փոփոխականության վերլուծության (ANOVA) և Թյուքիի հետհոկ թեստի միջոցով։ Աստղանիշները ցույց են տալիս վիճակագրորեն նշանակալի տարբերություններ սիմուլյացիայի համեմատ (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, ոչ նշանակալի)։ HA – հումինաթթու; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5։ HA – հումինաթթու; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5։
Այս աշխատանքում մենք գնահատել ենք MiZax-ը (MiZax3 և MiZax5) երեք տերևային կոնցենտրացիաներով (5 µM և 10 µM՝ 2021 թվականին և 2.5 µM և 5 µM՝ 2022 թվականին) և համեմատել ենք դրանք կարտոֆիլի (Solanum tuberosum L) հետ։ Առևտրային աճի կարգավորիչ հումինաթթուն (HA) համեմատվել է ելակի (Fragaria ananassa) հետ ելակի ջերմոցային փորձարկումների ժամանակ 2021 և 2022 թվականներին և Սաուդյան Արաբիայի Թագավորությունում, որը տիպիկ անապատային կլիմայական շրջան է, չորս դաշտային փորձարկումների ժամանակ։ Չնայած HA-ն լայնորեն օգտագործվող կենսախթանիչ է՝ բազմաթիվ օգտակար ազդեցություններով, այդ թվում՝ հողի սննդանյութերի օգտագործման ավելացմամբ և բերքի աճի խթանմամբ՝ հորմոնալ հոմեոստազը կարգավորելով, մեր արդյունքները ցույց են տալիս, որ MiZax-ը գերազանցում է HA-ին։
Diamond տեսակի կարտոֆիլի պալարները ձեռք են բերվել Jabbar Nasser Al Bishi Trading Company-ից, Ջիդդա, Սաուդյան Արաբիա: Ելակի երկու տեսակների՝ «Sweet Charlie» և «Festival» սածիլները և հումինաթթուն ձեռք են բերվել Modern Agritech Company-ից, Ռիադ, Սաուդյան Արաբիա: Այս աշխատանքում օգտագործված բոլոր բուսական նյութերը համապատասխանում են IUCN-ի վտանգված տեսակների հետ կապված հետազոտությունների վերաբերյալ քաղաքականության հայտարարությանը և վայրի կենդանական և բուսական աշխարհի վտանգված տեսակների առևտրի մասին կոնվենցիային:
Փորձարկման վայրը գտնվում է Հադա Ալ-Շամում, Սաուդյան Արաբիա (21°48′3″ հյուսիսային լայնություն, 39°43′25″ արևելյան լայնություն): Հողը ավազոտ կավային է, pH 7.8, EC 1.79 dcm-130: Հողի հատկությունները ներկայացված են լրացուցիչ աղյուսակ S1-ում:
Ելակի (Fragaria x ananassa D. var. Festival) 3 իրական տերևային փուլերում գտնվող սածիլները բաժանվել են երեք խմբի՝ ջերմոցային պայմաններում աճի բնութագրերի և ծաղկման ժամանակի վրա 10 μM MiZax3 և MiZax5 տերևային ցողման ազդեցությունը գնահատելու համար: Որպես մոդելավորման միջոց օգտագործվել է տերևների ջրով ցողումը (պարունակում է 0.1% ացետոն): MiZax տերևային ցողումները կիրառվել են 7 անգամ՝ մեկ շաբաթվա ընդմիջումներով: Երկու անկախ փորձեր անցկացվել են համապատասխանաբար 2021 թվականի սեպտեմբերի 15-ին և 28-ին: Յուրաքանչյուր միացության սկզբնական դոզան 50 մլ է, այնուհետև աստիճանաբար ավելացվել է մինչև 250 մլ վերջնական դոզան: Երկու անընդմեջ շաբաթների ընթացքում ծաղկող բույսերի քանակը գրանցվել է ամեն օր, և ծաղկման արագությունը հաշվարկվել է չորրորդ շաբաթվա սկզբին: Աճի բնութագրերը որոշելու համար աճի փուլի վերջում և վերարտադրողական փուլի սկզբում չափվել են տերևների քանակը, բույսի թարմ և չոր քաշը, տերևների ընդհանուր մակերեսը և ստոլոնների քանակը մեկ բույսի վրա: Տերևների մակերեսը չափվել է տերևաչափով, և թարմ նմուշները չորացվել են ջեռոցում 100°C ջերմաստիճանում 48 ժամ։
Անցկացվել են երկու դաշտային փորձարկումներ՝ վաղ և ուշ վար։ «Դիամանտ» սորտի կարտոֆիլի պալարները տնկվում են նոյեմբեր և փետրվար ամիսներին՝ համապատասխանաբար վաղ և ուշ հասունացման շրջաններով։ Կենսախթանիչները (MiZax-3 և -5) կիրառվում են 5.0 և 10.0 մկՄ (2021) և 2.5 և 5.0 մկՄ (2022) կոնցենտրացիաներով։ Շաբաթական 8 անգամ ցողել հումինաթթու (HA) 1 գ/լ։ Որպես բացասական վերահսկողություն օգտագործվել է ջուր կամ ացետոն։ Դաշտային փորձարկման դիզայնը ներկայացված է (Լրացուցիչ նկար S1-ում)։ Դաշտային փորձարկումները անցկացնելու համար օգտագործվել է պատահականացված լրիվ բլոկային դիզայն (RCBD)՝ 2.5 մ × 3.0 մ հողամասի մակերեսով։ Յուրաքանչյուր մշակում կրկնվել է երեք անգամ՝ որպես անկախ կրկնօրինակներ։ Յուրաքանչյուր հողամասի միջև հեռավորությունը 1.0 մ է, իսկ յուրաքանչյուր բլոկի միջև հեռավորությունը՝ 2.0 մ։ Բույսերի միջև հեռավորությունը 0.6 մ է, շարքերի միջև հեռավորությունը՝ 1 մ։ Կարտոֆիլի բույսերը ամեն օր ոռոգվել են կաթիլային եղանակով՝ յուրաքանչյուր կաթոցի համար 3.4 լ արագությամբ։ Համակարգը աշխատում է օրական երկու անգամ՝ 10 րոպե, բույսերին ջուր մատակարարելու համար: Կիրառվել են երաշտի պայմաններում կարտոֆիլ աճեցնելու համար առաջարկվող բոլոր գյուղատնտեսական մեթոդները31: Տնկելուց չորս ամիս անց ստանդարտ մեթոդներով չափվել են բույսի բարձրությունը (սմ), մեկ բույսի ճյուղերի քանակը, կարտոֆիլի կազմը և բերքատվությունը, ինչպես նաև պալարների որակը:
Ելակի երկու տեսակների (Sweet Charlie և Festival) սածիլները փորձարկվել են դաշտային պայմաններում: Կենսախթանիչները (MiZax-3 և -5) օգտագործվել են որպես տերևային ցողիչներ՝ շաբաթական ութ անգամ 5.0 և 10.0 մկՄ (2021) և 2.5 և 5.0 մկՄ (2022) կոնցենտրացիաներով: Օգտագործեք 1 գ HA մեկ լիտրի համար որպես տերևային ցողիչ՝ MiZax-3-ի և -5-ի հետ զուգահեռ, H2O վերահսկիչ խառնուրդի կամ ացետոնի հետ որպես բացասական վերահսկիչ: Ելակի սածիլները տնկվել են 2.5 x 3 մ հողամասում՝ բույսերի միջև 0.6 մ և շարքերի միջև 1 մ հեռավորությամբ: Փորձը կատարվել է RCBD-ում և կրկնվել է երեք անգամ: Բույսերը ջրվել են ամեն օր 10 րոպե՝ ժամը 7:00-ին և 17:00-ին՝ օգտագործելով կաթիլային ոռոգման համակարգ, որը պարունակում էր 0.6 մ հեռավորության վրա տեղադրված կաթոցիկներ և 3.4 լիտր տարողությամբ: Ագրոտեխնիկական բաղադրիչները և բերքատվության պարամետրերը չափվել են աճեցման սեզոնի ընթացքում: Մրգի որակը, ներառյալ TSS-ը (%), վիտամին C32-ը, թթվայնությունը և ընդհանուր ֆենոլային պարունակությունը33, գնահատվել է Աբդուլազիզ թագավորի համալսարանի հետբերքահավաքային ֆիզիոլոգիայի և տեխնոլոգիայի լաբորատորիայում:
Տվյալները արտահայտվում են որպես միջիններ, իսկ տատանումները՝ որպես ստանդարտ շեղումներ: Վիճակագրական նշանակալիությունը որոշվել է միակողմանի ANOVA-ի (միակողմանի ANOVA) կամ երկկողմանի ANOVA-ի միջոցով՝ օգտագործելով Թյուքիի բազմակի համեմատության թեստը՝ օգտագործելով p < 0.05 հավանականության մակարդակ, կամ երկկողմանի Ստյուդենտի t թեստ՝ նշանակալի տարբերությունները հայտնաբերելու համար (*p < 0.05, * *p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001): Բոլոր վիճակագրական մեկնաբանությունները կատարվել են GraphPad Prism տարբերակ 8.3.0-ի միջոցով: Ասոցիացիաները ստուգվել են գլխավոր բաղադրիչների վերլուծության (PCA) միջոցով, որը բազմաչափ վիճակագրական մեթոդ է, օգտագործելով R փաթեթը 34:
Նախորդ զեկույցում մենք ցույց տվեցինք MiZax-ի աճը խթանող ակտիվությունը այգեգործական բույսերում 5 և 10 մկՄ կոնցենտրացիաներով և բարելավեցինք քլորոֆիլի ցուցանիշը հողի բույսերի վերլուծության (SPAD)27 մեջ: Այս արդյունքների հիման վրա մենք օգտագործեցինք նույն կոնցենտրացիաները՝ գնահատելու MiZax-ի ազդեցությունը կարտոֆիլի վրա, որը կարևոր համաշխարհային սննդամթերք է, 2021 թվականին անապատային կլիմայական պայմաններում դաշտային փորձարկումների ժամանակ: Մասնավորապես, մենք հետաքրքրված էինք ստուգելով, թե արդյոք MiZax-ը կարող է մեծացնել օսլայի կուտակումը, որը ֆոտոսինթեզի վերջնական արդյունքն է: Ընդհանուր առմամբ, MiZax-ի կիրառումը բարելավեց կարտոֆիլի բույսերի աճը հումինաթթվի (HA) համեմատ, ինչը հանգեցրեց բույսի բարձրության, կենսազանգվածի և ճյուղերի քանակի ավելացմանը (Նկար 1Բ): Բացի այդ, մենք նկատեցինք, որ 5 մկՄ MiZax3-ը և MiZax5-ը ավելի ուժեղ ազդեցություն ունեցան բույսի բարձրության, ճյուղերի քանակի և բուսական կենսազանգվածի ավելացման վրա՝ համեմատած 10 մկՄ-ի հետ (Նկար 1Բ): Աճի բարելավմանը զուգընթաց, MiZax-ը նաև մեծացրեց բերքատվությունը, որը չափվում էր հավաքված պալարների քանակով և քաշով: Ընդհանուր օգտակար ազդեցությունը պակաս արտահայտված էր, երբ MiZax-ը կիրառվել է 10 μM կոնցենտրացիայով, ինչը ենթադրում է, որ այս միացությունները պետք է կիրառվեն այս կոնցենտրացիաներից ցածր (Նկար 1Բ): Բացի այդ, մենք չենք նկատել տարբերություններ ացետոնային (փորձարկում) և ջրային (վերահսկիչ) մշակումների միջև գրանցված բոլոր պարամետրերում, ինչը ենթադրում է, որ դիտարկված աճի մոդուլյացիայի էֆեկտները պայմանավորված չեն լուծիչով, ինչը համապատասխանում է մեր նախորդ զեկույցին27:
Քանի որ Սաուդյան Արաբիայում կարտոֆիլի աճեցման սեզոնը բաղկացած է վաղ և ուշ հասունացումից, մենք 2022 թվականին անցկացրեցինք երկրորդ դաշտային ուսումնասիրություն՝ օգտագործելով ցածր կոնցենտրացիաներ (2.5 և 5 մկՄ) երկու սեզոնների ընթացքում՝ բաց դաշտերի սեզոնային ազդեցությունը գնահատելու համար (Լրացուցիչ նկար S2A): Ինչպես և սպասվում էր, 5 մկՄ MiZax-ի երկու կիրառություններն էլ առաջացրին աճը խթանող ազդեցություններ, որոնք նման էին առաջին փորձարկման ժամանակ ցուցաբերվածներին՝ բույսի բարձրության աճ, ճյուղավորման աճ, ավելի մեծ կենսազանգված և պալարների քանակի աճ (Նկար 2; Լրացուցիչ նկար S3): Կարևոր է, որ մենք դիտարկեցինք այս PGR-ների զգալի ազդեցությունները 2.5 մկՄ կոնցենտրացիայի դեպքում, մինչդեռ GA մշակումը չցուցաբերեց կանխատեսված ազդեցությունները: Այս արդյունքը ենթադրում է, որ MiZax-ը կարող է օգտագործվել նույնիսկ սպասվածից ցածր կոնցենտրացիաներով: Բացի այդ, MiZax-ի կիրառումը նաև մեծացրեց պալարների երկարությունը և լայնությունը (Լրացուցիչ նկար S2B): Մենք նաև հայտնաբերեցինք պալարների քաշի զգալի աճ, բայց 2.5 մկՄ կոնցենտրացիան կիրառվեց միայն երկու տնկման սեզոններին:
MiZax-ի ազդեցության ֆենոտիպային գնահատումը վաղ հասունացող կարտոֆիլի բույսերի վրա KAU դաշտում, իրականացվել է 2022 թվականին: Տվյալները ներկայացնում են միջին ± ստանդարտ շեղում: n≥15: Վիճակագրական վերլուծությունը կատարվել է միակողմանի փոփոխականության վերլուծության (ANOVA) և Թյուքիի հետհոկ թեստի միջոցով: Աստղանիշները ցույց են տալիս վիճակագրորեն նշանակալի տարբերություններ սիմուլյացիայի համեմատ (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, ոչ նշանակալի): HA – հումինաթթու; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5: HA – հումինաթթու; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5:
Բուժման (T) և տարվա (Y) ազդեցությունները ավելի լավ հասկանալու համար օգտագործվել է երկկողմանի ANOVA մեթոդ՝ դրանց փոխազդեցությունը (T x Y) ուսումնասիրելու համար: Չնայած բոլոր կենսախթանիչները (T) զգալիորեն մեծացրել են կարտոֆիլի բույսի բարձրությունը և բիոզանգվածը, միայն MiZax3-ը և MiZax5-ը զգալիորեն մեծացրել են պալարների քանակը և քաշը, ինչը ցույց է տալիս, որ կարտոֆիլի պալարների երկկողմանի արձագանքները երկու MiZax-ների նկատմամբ էապես նման էին (Նկար 3)): Բացի այդ, սեզոնի սկզբում եղանակը (https://www.timeanddate.com/weather/saudi-arabia/jeddah/climate) ավելի տաք է դառնում (միջին ջերմաստիճանը՝ 28 °C և խոնավությունը՝ 52% (2022), ինչը զգալիորեն նվազեցնում է պալարների ընդհանուր բիոզանգվածը (Նկար 2; Լրացուցիչ նկար S3):
Ուսումնասիրեք 5 մկմ մշակման (T), տարվա (Y) և դրանց փոխազդեցության (T x Y) ազդեցությունը կարտոֆիլի վրա: Տվյալները ներկայացնում են միջին ± ստանդարտ շեղում: n ≥ 30: Վիճակագրական վերլուծությունը կատարվել է երկկողմանի փոփոխականության վերլուծության (ANOVA) միջոցով: Աստղանիշները ցույց են տալիս վիճակագրորեն նշանակալի տարբերություններ սիմուլյացիայի համեմատ (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, ոչ նշանակալի): HA – հումինաթթու; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5:
Այնուամենայնիվ, Myzax-ով մշակումը դեռևս հակված էր խթանելու ուշ հասունացող բույսերի աճը: Ընդհանուր առմամբ, մեր երեք անկախ փորձերը անկասկած ցույց տվեցին, որ MiZax-ի կիրառումը զգալի ազդեցություն ունի բույսի կառուցվածքի վրա՝ ավելացնելով ճյուղերի քանակը: Փաստորեն, (T)-ի և (Y)-ի միջև կար զգալի երկկողմանի փոխազդեցության ազդեցություն MiZax-ով մշակումից հետո ճյուղերի քանակի վրա (Նկար 3): Այս արդյունքը համապատասխանում է դրանց ակտիվությանը որպես ստրիգոլակտոնի (SL) կենսասինթեզի բացասական կարգավորիչներ26: Բացի այդ, մենք նախկինում ցույց ենք տվել, որ Zaxinone-ով մշակումը առաջացնում է օսլայի կուտակում բրնձի արմատներում35, ինչը կարող է բացատրել կարտոֆիլի պալարների չափի և քաշի աճը MiZax-ով մշակումից հետո, քանի որ պալարները հիմնականում կազմված են օսլայից:
Մրգային մշակաբույսերը կարևոր տնտեսական բույսեր են: Ելակը զգայուն է աբիոտիկ սթրեսային պայմանների նկատմամբ, ինչպիսիք են երաշտը և բարձր ջերմաստիճանը: Հետևաբար, մենք ուսումնասիրեցինք MiZax-ի ազդեցությունը ելակի վրա՝ տերևները ցողելով: Սկզբում մենք MiZax-ը մատակարարեցինք 10 մկմ կոնցենտրացիայով՝ ելակի աճի վրա դրա ազդեցությունը գնահատելու համար (սորտի փառատոն): Հետաքրքիր է, որ մենք նկատեցինք, որ MiZax3-ը զգալիորեն մեծացրեց ստոլոնների քանակը, ինչը համապատասխանում էր ճյուղավորման աճին, մինչդեռ MiZax5-ը բարելավեց ծաղկման արագությունը, բույսերի կենսազանգվածը և տերևների մակերեսը ջերմոցային պայմաններում (Լրացուցիչ նկար S4), ինչը ենթադրում է, որ այս երկու միացությունները կարող են կենսաբանորեն տարբեր լինել: Իրադարձություններ 26,27: Իրական գյուղատնտեսական պայմաններում ելակի վրա դրանց ազդեցությունը ավելի լավ հասկանալու համար մենք 2021 թվականին անցկացրեցինք դաշտային փորձարկումներ՝ կիրառելով 5 և 10 մկմ MiZax կիսավազոտ հողում աճեցված ելակի բույսերի վրա (cv. Sweet Charlie): Համեմատած GC-ի հետ, մենք չնկատեցինք բույսերի կենսազանգվածի աճ, բայց հայտնաբերեցինք մրգերի քանակի աճի միտում (Նկար C6A-B): Սակայն MiZax-ի կիրառումը հանգեցրեց մեկ պտղի քաշի զգալի աճի և ակնարկեց կոնցենտրացիայից կախվածության մասին (Լրացուցիչ նկար S5B; Լրացուցիչ նկար S6B), ինչը ցույց է տալիս այս բույսերի աճի կարգավորիչների ազդեցությունը ելակի պտուղների որակի վրա, երբ կիրառվում են անապատային պայմաններում:
Հասկանալու համար, թե արդյոք աճի խթանման ազդեցությունը տարբերվում է ըստ տեսակի, մենք Սաուդյան Արաբիայում ընտրել ենք ելակի երկու առևտրային տեսակ (Sweet Charlie և Festival) և 2022 թվականին անցկացրել ենք երկու դաշտային ուսումնասիրություն՝ օգտագործելով MiZax-ի ցածր կոնցենտրացիաներ (2.5 և 5 µM): Sweet Charlie-ի դեպքում, չնայած պտուղների ընդհանուր քանակը զգալիորեն չի աճել, MiZax-ով մշակված բույսերի պտուղների կենսազանգվածը ընդհանուր առմամբ ավելի բարձր էր, և մեկ հողամասում պտուղների քանակը աճել է MiZax3-ով մշակումից հետո (Նկար 4): Այս տվյալները նաև ենթադրում են, որ MiZax3-ի և MiZax5-ի կենսաբանական ակտիվությունները կարող են տարբեր լինել: Բացի այդ, Myzax-ով մշակումից հետո մենք նկատել ենք բույսերի թարմ և չոր քաշի, ինչպես նաև բույսերի ընձյուղների երկարության աճ: Ստոլոնների և նոր բույսերի քանակի վերաբերյալ մենք աճ ենք հայտնաբերել միայն 5 μM MiZax-ի դեպքում (Նկար 4), ինչը ցույց է տալիս, որ MiZax-ի օպտիմալ համակարգումը կախված է բույսի տեսակից:
MiZax-ի ազդեցությունը KAU դաշտերից բույսի կառուցվածքի և ելակի բերքատվության վրա (Sweet Charlie տեսակ), իրականացված 2022 թվականին: Տվյալները ներկայացնում են միջին ± ստանդարտ շեղում: n ≥ 15, բայց մեկ հողամասում մրգերի քանակը հաշվարկվել է միջինում երեք հողամասերից վերցված 15 բույսերից (n = 3): Վիճակագրական վերլուծությունը կատարվել է միակողմանի դիսպերսիայի վերլուծության (ANOVA) և Թյուքիի հետհոկ թեստի կամ երկկողմանի Ստյուդենտի t թեստի միջոցով: Աստղանիշները ցույց են տալիս վիճակագրորեն նշանակալի տարբերություններ սիմուլյացիայի համեմատ (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, ոչ նշանակալի): HA – հումինաթթու; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5:
Մենք նաև նմանատիպ աճը խթանող ակտիվություն ենք նկատել փառատոնային տեսակի ելակի մոտ (Նկար 5), սակայն նշանակալի տարբերություններ չենք հայտնաբերել մեկ բույսի կամ մեկ հողամասի վրա մրգերի ընդհանուր քանակի մեջ (Նկար 5): Հետաքրքիր է, որ MiZax-ի կիրառումը մեծացրել է բույսի երկարությունը և ստոլոնների քանակը, ինչը ցույց է տալիս, որ բույսերի աճի այս կարգավորիչները կարող են օգտագործվել պտղատու մշակաբույսերի աճը բարելավելու համար (Նկար 5): Բացի այդ, մենք չափել ենք մի քանի կենսաքիմիական պարամետրեր՝ դաշտից հավաքված երկու սորտերի մրգերի որակը հասկանալու համար, սակայն բոլոր մշակումների միջև որևէ տարբերություն չենք հայտնաբերել (Լրացուցիչ նկար S7; Լրացուցիչ նկար S8):
MiZax-ի ազդեցությունը բույսի կառուցվածքի և ելակի բերքատվության վրա KAU դաշտում (փառատոնի տեսակ), 2022թ.: Տվյալները միջին ± ստանդարտ շեղում են: n ≥ 15, բայց մեկ հողամասում մրգերի քանակը հաշվարկվել է միջինում երեք հողամասերի 15 բույսերից (n = 3): Վիճակագրական վերլուծությունը կատարվել է միակողմանի դիսպերսիայի վերլուծության (ANOVA) և Թյուքիի հետհոկ թեստի կամ երկկողմանի Ստյուդենտի t թեստի միջոցով: Աստղանիշները ցույց են տալիս վիճակագրորեն նշանակալի տարբերություններ սիմուլյացիայի համեմատ (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, ոչ նշանակալի): HA – հումինաթթու; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5:
Ելակի վերաբերյալ մեր ուսումնասիրություններում MiZax3-ի և MiZax5-ի կենսաբանական ակտիվությունները տարբեր էին։ Մենք նախ ուսումնասիրեցինք մշակման (T) և տարվա (Y) ազդեցությունը նույն սորտի (Sweet Charlie) վրա՝ օգտագործելով երկկողմանի ANOVA՝ դրանց փոխազդեցությունը (T x Y) որոշելու համար։ Համապատասխանաբար, HA-ն ազդեցություն չունեցավ ելակի սորտի (Sweet Charlie) վրա, մինչդեռ 5 μM MiZax3-ը և MiZax5-ը զգալիորեն մեծացրին բույսերի և մրգերի կենսազանգվածը (Նկար 6), ինչը ցույց է տալիս, որ երկու MiZax-ների երկկողմանի փոխազդեցությունները շատ նման են ելակի արտադրությունը խթանելու հարցում։
Գնահատեք 5 µM մշակման (T), տարվա (Y) և դրանց փոխազդեցության (T x Y) ազդեցությունը ելակի (cv. Sweet Charlie) վրա: Տվյալները ներկայացնում են միջին ± ստանդարտ շեղում: n ≥ 30: Վիճակագրական վերլուծությունը կատարվել է երկկողմանի փոփոխականության վերլուծության (ANOVA) միջոցով: Աստղանիշները ցույց են տալիս վիճակագրորեն նշանակալի տարբերություններ սիմուլյացիայի համեմատ (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, ոչ նշանակալի): HA – հումինաթթու; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5:
Բացի այդ, հաշվի առնելով, որ MiZax ակտիվությունը երկու սորտերի վրա մի փոքր տարբեր էր (Նկար 4, Նկար 5), մենք կատարեցինք երկկողմանի ANOVA՝ համեմատելով մշակումը (T) և երկու սորտերը (C): Նախ, ոչ մի մշակում չի ազդել մեկ հողամասում պտղի քանակի վրա (Նկար 7), ինչը ցույց է տալիս (T x C)-ի միջև նշանակալի փոխազդեցության բացակայությունը և ենթադրում է, որ ո՛չ MiZax-ը, ո՛չ էլ HA-ն չեն նպաստում պտղի ընդհանուր քանակին: Ի տարբերություն դրա, MiZax-ը (բայց ոչ HA-ն) զգալիորեն մեծացրել է բույսի քաշը, պտղի քաշը, ստոլոնները և նոր բույսերը (Նկար 7), ինչը ցույց է տալիս, որ MiZax3-ը և MiZax5-ը զգալիորեն խթանում են ելակի տարբեր սորտերի աճը: Երկկողմանի ANOVA-ի (T x Y) և (T x C) հիման վրա կարող ենք եզրակացնել, որ MiZax3-ի և MiZax5-ի աճը խթանող ակտիվությունները դաշտային պայմաններում շատ նման են և հետևողական:
Ելակի մշակման գնահատում 5 µM (T), երկու սորտերի (C) և դրանց փոխազդեցության (T x C) միջոցով: Տվյալները ներկայացնում են միջին ± ստանդարտ շեղում: n ≥ 30, սակայն մեկ հողամասում մրգերի քանակը հաշվարկվել է միջինում երեք հողամասերի 15 բույսերից (n = 6): Վիճակագրական վերլուծությունը կատարվել է երկկողմանի դիսպերսիայի վերլուծության (ANOVA) միջոցով: Աստղանիշները ցույց են տալիս վիճակագրորեն նշանակալի տարբերություններ սիմուլյացիայի համեմատ (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, ոչ նշանակալի): HA – հումինաթթու; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5:
Վերջապես, մենք օգտագործեցինք գլխավոր բաղադրիչների վերլուծություն (ԳԿՎ)՝ կիրառված միացությունների կարտոֆիլի (T x Y) և ելակի (T x C) վրա ազդեցությունը գնահատելու համար: Այս թվերը ցույց են տալիս, որ ՀԱ-ի մշակումը նման է կարտոֆիլում ացետոնի կամ ելակի մեջ ջրի մշակմանը (Նկար 8), ինչը ցույց է տալիս բույսերի աճի վրա համեմատաբար փոքր դրական ազդեցություն: Հետաքրքիր է, որ MiZax3-ի և MiZax5-ի ընդհանուր ազդեցությունը կարտոֆիլում նույն բաշխումն է ցույց տվել (Նկար 8Ա), մինչդեռ այս երկու միացությունների բաշխումը ելակի մեջ տարբեր է եղել (Նկար 8Բ): Չնայած MiZax3-ը և MiZax5-ը ցույց են տվել բույսերի աճի և բերքատվության գերակշռող դրական բաշխում, ԳԿՎ վերլուծությունը ցույց է տվել, որ աճի կարգավորման ակտիվությունը կարող է կախված լինել նաև բույսի տեսակից:
(A) կարտոֆիլի (T x Y) և (B) ելակի (T x C) գլխավոր բաղադրիչների վերլուծություն (ԳԿՎ): Երկու խմբերի համար էլ գնահատման գրաֆիկներ: Յուրաքանչյուր բաղադրիչը միացնող գիծը տանում է դեպի կլաստերի կենտրոն:
Ամփոփելով՝ երկու արժեքավոր մշակաբույսերի վերաբերյալ մեր հինգ անկախ դաշտային ուսումնասիրությունների հիման վրա և համաձայն մեր նախորդ զեկույցների 2020-2022 թվականներին26, MiZax3-ը և MiZax5-ը խոստումնալից բույսերի աճի կարգավորիչներ են, որոնք կարող են բարելավել տարբեր մշակաբույսերի աճը, ներառյալ հացահատիկային, փայտային բույսերի (արմավենիներ) և այգեգործական պտղատու մշակաբույսերի26,27: Չնայած դրանց կենսաբանական ակտիվությունից այն կողմ մոլեկուլային մեխանիզմները մնում են անհասկանալի, դրանք մեծ ներուժ ունեն դաշտային կիրառման համար: Առավել ևս, որ հումինաթթվի համեմատ MiZax-ը կիրառվում է շատ ավելի փոքր քանակությամբ (միկրոմոլյար կամ միլիգրամային մակարդակով), և դրական ազդեցություններն ավելի ցայտուն են: Հետևաբար, մենք գնահատում ենք MiZax3-ի դեղաչափը մեկ կիրառման համար (ցածրից մինչև բարձր կոնցենտրացիա). 3, 6 կամ 12 գ/հա, իսկ MiZx5-ի դեղաչափը՝ 4, 7 կամ 13 գ/հա, ինչը այս PGR-ները դարձնում է օգտակար բերքատվությունը բարելավելու համար: Բավականին իրագործելի: