Σχεδόν το 7,0% της συνολικής έκτασης γης στον κόσμο επηρεάζεται από την αλατότητα1, πράγμα που σημαίνει ότι περισσότερα από 900 εκατομμύρια εκτάρια γης στον κόσμο επηρεάζονται τόσο από την αλατότητα όσο και από την αλατότητα νατρίου2, αντιπροσωπεύοντας το 20% της καλλιεργήσιμης γης και το 10% της αρδευόμενης γης. Καταλαμβάνει τη μισή έκταση και έχει υψηλότερη περιεκτικότητα σε αλάτι3. Το αλατωμένο έδαφος αποτελεί σημαντικό πρόβλημα που αντιμετωπίζει η γεωργία του Πακιστάν4,5. Από αυτό, περίπου 6,3 εκατομμύρια εκτάρια ή το 14% της αρδευόμενης γης επηρεάζεται επί του παρόντος από την αλατότητα6.
Το αβιοτικό στρες μπορεί να αλλάξειφυτική αυξητική ορμόνηαπόκριση, με αποτέλεσμα τη μειωμένη ανάπτυξη των καλλιεργειών και την τελική απόδοση7. Όταν τα φυτά εκτίθενται σε αλατική καταπόνηση, η ισορροπία μεταξύ της παραγωγής αντιδραστικών ειδών οξυγόνου (ROS) και της κατασταλτικής δράσης των αντιοξειδωτικών ενζύμων διαταράσσεται, με αποτέλεσμα τα φυτά να υποφέρουν από οξειδωτικό στρες8. Τα φυτά με υψηλότερες συγκεντρώσεις αντιοξειδωτικών ενζύμων (τόσο συστατικών όσο και επαγώγιμων) έχουν υγιή αντοχή στην οξειδωτική βλάβη, όπως η υπεροξειδική δισμουτάση (SOD), η γουαϊακόλη υπεροξειδάση (POD), η υπεροξειδάση-καταλάση (CAT), η ασκορβική υπεροξειδάση (APOX) και η γλουταθειόνη αναγωγάση (GR) μπορούν να ενισχύσουν την ανοχή των φυτών στο αλάτι υπό αλατική καταπόνηση9. Επιπλέον, έχει αναφερθεί ότι οι φυτοορμόνες παίζουν ρυθμιστικό ρόλο στην ανάπτυξη και εξέλιξη των φυτών, στον προγραμματισμένο κυτταρικό θάνατο και στην επιβίωση υπό μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες10. Η τριακοντανόλη είναι μια κορεσμένη πρωτοταγής αλκοόλη που είναι συστατικό του φυτικού επιδερμικού κεριού και έχει ιδιότητες προώθησης της ανάπτυξης των φυτών11,12 καθώς και ιδιότητες προώθησης της ανάπτυξης σε χαμηλές συγκεντρώσεις13. Η διαφυλλική εφαρμογή μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την κατάσταση της φωτοσυνθετικής χρωστικής, τη συσσώρευση διαλυμένων ουσιών, την ανάπτυξη και την παραγωγή βιομάζας στα φυτά14,15. Η διαφυλλική εφαρμογή της τριακοντανόλης μπορεί να ενισχύσει την ανοχή των φυτών στο στρες16 ρυθμίζοντας τη δράση πολλαπλών αντιοξειδωτικών ενζύμων17, αυξάνοντας την περιεκτικότητα των ιστών των φύλλων των φυτών σε οσμωπροστατευτικά11,18,19 και βελτιώνοντας την απόκριση πρόσληψης των απαραίτητων μετάλλων K+ και Ca2+, αλλά όχι Na+.14 Επιπλέον, η τριακοντανόλη παράγει περισσότερα αναγωγικά σάκχαρα, διαλυτές πρωτεΐνες και αμινοξέα υπό συνθήκες στρες20,21,22.
Τα λαχανικά είναι πλούσια σε φυτοχημικά και θρεπτικά συστατικά και είναι απαραίτητα για πολλές μεταβολικές διεργασίες στο ανθρώπινο σώμα23. Η παραγωγή λαχανικών απειλείται από την αύξηση της αλατότητας του εδάφους, ειδικά στις αρδευόμενες γεωργικές εκτάσεις, οι οποίες παράγουν το 40,0% των παγκόσμιων τροφίμων24. Οι καλλιέργειες λαχανικών όπως το κρεμμύδι, το αγγούρι, η μελιτζάνα, η πιπεριά και η ντομάτα είναι ευαίσθητες στην αλατότητα25, και το αγγούρι είναι ένα σημαντικό λαχανικό για την ανθρώπινη διατροφή παγκοσμίως26. Το αλατικό στρες έχει σημαντική επίδραση στον ρυθμό ανάπτυξης του αγγουριού, ωστόσο, τα επίπεδα αλατότητας πάνω από 25 mM οδηγούν σε μείωση της απόδοσης έως και 13%27,28. Οι αρνητικές επιπτώσεις της αλατότητας στο αγγούρι έχουν ως αποτέλεσμα τη μειωμένη ανάπτυξη και απόδοση των φυτών5,29,30. Επομένως, ο στόχος της παρούσας μελέτης ήταν να αξιολογηθεί ο ρόλος της τριακοντανόλης στην ανακούφιση του αλατικού στρες στους γονότυπους αγγουριού και να αξιολογηθεί η ικανότητα της τριακοντανόλης να προάγει την ανάπτυξη και την παραγωγικότητα των φυτών. Αυτές οι πληροφορίες είναι επίσης κρίσιμες για την ανάπτυξη στρατηγικών κατάλληλων για αλατούχα εδάφη. Επιπλέον, προσδιορίσαμε τις αλλαγές στην ομοιόσταση ιόντων στους γονότυπους αγγουριού υπό στρες NaCl.
Επίδραση της τριακοντανόλης σε ανόργανους οσμωτικούς ρυθμιστές σε φύλλα τεσσάρων γονότυπων αγγουριού υπό φυσιολογική και αλατούχο καταπόνηση.
Όταν οι γονότυποι αγγουριού σπάρθηκαν υπό συνθήκες αλατούχου στρες, ο συνολικός αριθμός καρπών και το μέσο βάρος καρπών μειώθηκαν σημαντικά (Εικ. 4). Αυτές οι μειώσεις ήταν πιο έντονες στους γονότυπους Summer Green και 20252, ενώ οι Marketmore και Green Long διατήρησαν τον υψηλότερο αριθμό και βάρος καρπών μετά την πρόκληση αλατότητας. Η διαφυλλική εφαρμογή τριακοντανόλης μείωσε τις δυσμενείς επιπτώσεις του αλατούχου στρες και αύξησε τον αριθμό και το βάρος καρπών σε όλους τους γονότυπους που αξιολογήθηκαν. Ωστόσο, οι ποικιλίες Marketmore που υποβλήθηκαν σε αγωγή με τριακοντανόλη παρήγαγαν τον υψηλότερο αριθμό καρπών με υψηλότερο μέσο βάρος υπό συνθήκες στρες και ελεγχόμενες συνθήκες σε σύγκριση με τα φυτά που δεν υποβλήθηκαν σε αγωγή. Οι ποικιλίες Summer Green και 20252 είχαν την υψηλότερη περιεκτικότητα σε διαλυτά στερεά στους καρπούς αγγουριού και είχαν κακή απόδοση σε σύγκριση με τους γονότυπους Marketmore και Green Long, οι οποίοι είχαν τη χαμηλότερη συνολική συγκέντρωση διαλυτών στερεών.
Επίδραση της τριακοντανόλης στην απόδοση τεσσάρων γονότυπων αγγουριού υπό κανονικές συνθήκες και συνθήκες αλατούχου στρες.
Η βέλτιστη συγκέντρωση τριακοντανόλης ήταν 0,8 mg/l, γεγονός που επέτρεψε τον μετριασμό των θανατηφόρων επιδράσεων των μελετώμενων γονότυπων υπό συνθήκες αλατούχου και μη αλατούχου στρες. Ωστόσο, η επίδραση της τριακοντανόλης στους Green-Long και Marketmore ήταν πιο εμφανής. Λαμβάνοντας υπόψη το δυναμικό ανοχής στο αλάτι αυτών των γονότυπων και την αποτελεσματικότητα της τριακοντανόλης στον μετριασμό των επιπτώσεων του αλατούχου στρες, είναι δυνατόν να προταθεί η καλλιέργεια αυτών των γονότυπων σε αλατούχα εδάφη με διαφυλλικό ψεκασμό με τριακοντανόλη.
Ώρα δημοσίευσης: 27 Νοεμβρίου 2024