Oyang'anira kukula kwa zomera (PGRs)ndi njira yotsika mtengo yowonjezerera chitetezo cha zomera munthawi yamavuto. Kafukufukuyu adafufuza luso la awiriMa PGR, thiourea (TU) ndi arginine (Arg), kuti achepetse kupsinjika kwa mchere mu tirigu. Zotsatira zake zasonyeza kuti TU ndi Arg, makamaka zikagwiritsidwa ntchito pamodzi, zimatha kuwongolera kukula kwa zomera pansi pa kupsinjika kwa mchere. Mankhwala awo adawonjezera kwambiri ntchito za ma enzyme oletsa antioxidant pomwe amachepetsa kuchuluka kwa mitundu ya okosijeni yogwira ntchito (ROS), malondialdehyde (MDA), ndi kutayika kwa electrolyte (REL) mu mbande za tirigu. Kuphatikiza apo, mankhwalawa adachepetsa kwambiri kuchuluka kwa Na+ ndi Ca2+ ndi chiŵerengero cha Na+/K+, pomwe adawonjezera kwambiri kuchuluka kwa K+, motero kusunga ion-osmotic balance. Chofunika kwambiri, TU ndi Arg zidawonjezera kwambiri kuchuluka kwa chlorophyll, kuchuluka kwa photosynthetic, komanso kuchuluka kwa mpweya wosinthana kwa mbande za tirigu pansi pa kupsinjika kwa mchere. TU ndi Arg zomwe zimagwiritsidwa ntchito zokha kapena kuphatikiza zitha kuwonjezera kuchuluka kwa zinthu zouma ndi 9.03–47.45%, ndipo kuwonjezekako kunali kwakukulu kwambiri zikagwiritsidwa ntchito limodzi. Pomaliza, kafukufukuyu akuwonetsa kuti kusunga redox homeostasis ndi ion balance ndikofunikira pakulimbikitsa kupirira kwa zomera ku kupsinjika kwa mchere. Kuphatikiza apo, TU ndi Arg zidalimbikitsidwa ngati zomwe zingatheke.owongolera kukula kwa zomera,makamaka zikagwiritsidwa ntchito pamodzi, kuti ziwonjezere phindu la tirigu.
Kusintha kwadzidzidzi kwa nyengo ndi machitidwe a ulimi kukuwonjezera kuwonongeka kwa zachilengedwe zaulimi1. Chimodzi mwa zotsatirapo zake zazikulu ndi mchere wa nthaka, womwe umawopseza chitetezo cha chakudya padziko lonse lapansi2. Mchere wa nthaka pakadali pano ukukhudza pafupifupi 20% ya malo olimapo padziko lonse lapansi, ndipo chiwerengerochi chikhoza kukwera kufika pa 50% pofika chaka cha 20503. Kupsinjika kwa mchere ndi alkali kungayambitse kupsinjika kwa osmotic mu mizu ya mbewu, zomwe zimasokoneza bwino ionic balance mu chomera4. Zinthu zoyipa zotere zingayambitsenso kuwonongeka kwa chlorophyll mwachangu, kuchepa kwa photosynthesis, komanso kusokonezeka kwa kagayidwe kachakudya, zomwe pamapeto pake zimapangitsa kuti zokolola za zomera zichepe5,6. Kuphatikiza apo, zotsatira zoyipa kwambiri ndi kuwonjezeka kwa kupanga kwa mitundu ya okosijeni (ROS), komwe kungayambitse kuwonongeka kwa okosijeni ku ma biomolecule osiyanasiyana, kuphatikiza DNA, mapuloteni, ndi lipids7.
Tirigu (Triticum aestivum) ndi imodzi mwa mbewu zofunika kwambiri padziko lonse lapansi. Si mbewu ya chimanga yomwe imalimidwa kwambiri komanso ndi mbewu yofunika kwambiri yogulitsa8. Komabe, tirigu ndi wokonda mchere, zomwe zingalepheretse kukula kwake, kusokoneza njira zake za thupi ndi zamankhwala, komanso kuchepetsa kwambiri zokolola zake. Njira zazikulu zochepetsera zotsatira za kupsinjika kwa mchere zimaphatikizapo kusintha kwa majini ndi kugwiritsa ntchito owongolera kukula kwa zomera. Zamoyo zosinthidwa majini (GM) ndi kugwiritsa ntchito kusintha kwa majini ndi njira zina zopangira mitundu ya tirigu wolekerera mchere9,10. Kumbali ina, owongolera kukula kwa zomera amawonjezera kulekerera mchere mu tirigu mwa kuwongolera zochitika za thupi ndi kuchuluka kwa zinthu zokhudzana ndi mchere, motero kuchepetsa kuwonongeka kwa kupsinjika11. Owongolera awa nthawi zambiri amavomerezedwa komanso amagwiritsidwa ntchito kwambiri kuposa njira zosinthira majini. Amatha kuwonjezera kupirira kwa zomera ku zovuta zosiyanasiyana za abiotic monga mchere, chilala ndi zitsulo zolemera, ndikulimbikitsa kumera kwa mbewu, kutenga michere ndi kubereka, motero kuwonjezera zokolola ndi mtundu wa mbewu. 12 Owongolera kukula kwa zomera ndi ofunikira kwambiri pakuwonetsetsa kukula kwa mbewu ndikusunga zokolola ndi mtundu chifukwa cha kusamala chilengedwe, kugwiritsa ntchito mosavuta, kugwiritsa ntchito bwino ndalama komanso kugwiritsa ntchito bwino. 13 Komabe, popeza ma modulators awa ali ndi njira zofanana zogwirira ntchito, kugwiritsa ntchito imodzi mwa izo yokha sikungakhale kothandiza. Kupeza kuphatikiza kwa zinthu zowongolera kukula zomwe zingathandize kupirira mchere mu tirigu ndikofunikira kwambiri pakubereketsa tirigu pansi pa mikhalidwe yovuta, kuonjezera zokolola ndikuwonetsetsa kuti chakudya chili bwino.
Palibe kafukufuku wofufuza momwe TU ndi Arg zimagwiritsidwira ntchito pamodzi. Sizikudziwika ngati kuphatikiza kwatsopano kumeneku kungalimbikitse kukula kwa tirigu mothandizana pamene pali vuto la mchere. Chifukwa chake, cholinga cha kafukufukuyu chinali kudziwa ngati owongolera kukula awiriwa angachepetse zotsatira zoyipa za kupsinjika kwa mchere pa tirigu. Pachifukwa ichi, tinachita kafukufuku wa mbewu za tirigu wa hydroponic kwakanthawi kochepa kuti tifufuze ubwino wogwiritsa ntchito TU ndi Arg pamodzi pa tirigu pamene pali vuto la mchere, kuyang'ana kwambiri pa redox ndi ionic balance ya zomera. Tinaganiza kuti kuphatikiza kwa TU ndi Arg kungagwire ntchito mothandizana kuti kuchepetse kuwonongeka kwa okosijeni komwe kumabwera chifukwa cha mchere komanso kuthana ndi kusalingana kwa ionic, motero kumawonjezera kulekerera kwa mchere mu tirigu.
Kuchuluka kwa MDA m'zitsanzo kunadziwika pogwiritsa ntchito njira ya thiobarbituric acid. Yesani molondola 0.1 g ya ufa watsopano wa chitsanzo, chotsani ndi 1 ml ya 10% trichloroacetic acid kwa mphindi 10, centrifuge pa 10,000 g kwa mphindi 20, ndikusonkhanitsa supernatant. Chotsitsacho chinasakanizidwa ndi voliyumu yofanana ya 0.75% thiobarbituric acid ndikuyikidwa pa 100 °C kwa mphindi 15. Pambuyo pa kuyika, supernatant inasonkhanitsidwa pogwiritsa ntchito centrifugation, ndipo OD values pa 450 nm, 532 nm, ndi 600 nm zinayesedwa. Kuchuluka kwa MDA kunawerengedwa motere:
Mofanana ndi chithandizo cha masiku atatu, kugwiritsa ntchito Arg ndi Tu kunawonjezera kwambiri ntchito za ma enzyme oletsa kupha tizilombo toyambitsa matenda m'mbale za tirigu zomwe zinagwiritsidwa ntchito masiku 6. Kuphatikiza kwa TU ndi Arg kunali kogwira mtima kwambiri. Komabe, patatha masiku 6 chithandizo chitatha, ntchito za ma enzyme anayi oletsa kupha tizilombo toyambitsa matenda m'njira zosiyanasiyana zochiritsira zinasonyeza kuchepa poyerekeza ndi masiku atatu chithandizo chitatha (Chithunzi 6).
Kupanga kwa Photosynthesis ndiye maziko a kusonkhanitsa zinthu zouma m'zomera ndipo kumachitika m'ma chloroplasts, omwe amakhudzidwa kwambiri ndi mchere. Kupsinjika kwa mchere kungayambitse kusungunuka kwa nembanemba ya plasma, kusokoneza bwino kwa osmotic cell, kuwonongeka kwa chloroplast ultrastructure36, kuyambitsa kuwonongeka kwa chlorophyll, kuchepetsa ntchito ya ma enzymes a Calvin cycle (kuphatikiza Rubisco), ndikuchepetsa kusamutsa ma elekitironi kuchokera ku PS II kupita ku PS I37. Kuphatikiza apo, kupsinjika kwa mchere kungayambitse kutsekedwa kwa stomatal, motero kuchepetsa kuchuluka kwa CO2 m'masamba ndikuletsa photosynthesis38. Zotsatira zathu zatsimikizira zomwe tapeza kale kuti kupsinjika kwa mchere kumachepetsa kuyendetsa bwino kwa stomatal mu tirigu, zomwe zimapangitsa kuti kuchepa kwa kutuluka kwa mpweya m'masamba ndi kuchuluka kwa CO2 m'maselo, zomwe pamapeto pake zimapangitsa kuti mphamvu ya photosynthesis ichepe komanso kuchepa kwa biomass ya tirigu (Zithunzi 1 ndi 3). Chodziwika bwino, kugwiritsa ntchito TU ndi Arg kungapangitse kuti zomera za tirigu zomwe zili ndi vuto la mchere zigwire bwino ntchito. Kuwonjezeka kwa mphamvu ya photosynthesis kunali kofunika kwambiri pamene TU ndi Arg zinagwiritsidwa ntchito nthawi imodzi (Chithunzi 3). Izi zitha kukhala chifukwa chakuti TU ndi Arg zimawongolera kutsegula ndi kutseka kwa stomatal, motero zimawonjezera mphamvu ya photosynthesis, zomwe zimathandizidwa ndi maphunziro am'mbuyomu. Mwachitsanzo, Bencarti et al. adapeza kuti pansi pa kupsinjika kwa mchere, TU idakulitsa kwambiri kayendedwe ka stomatal, kuchuluka kwa CO2 assimilation, komanso mphamvu yayikulu ya PSII photochemistry mu Atriplex portulacoides L.39. Ngakhale palibe malipoti achindunji omwe amatsimikizira kuti Arg imatha kuwongolera kutsegula ndi kutseka kwa stomatal m'zomera zomwe zili ndi kupsinjika kwa mchere, Silveira et al. adawonetsa kuti Arg imatha kulimbikitsa kusinthana kwa mpweya m'masamba omwe ali ndi chilala22.
Mwachidule, kafukufukuyu akuwonetsa kuti ngakhale kuti njira zawo zogwirira ntchito zosiyanasiyana komanso mphamvu zake za physicochemical, TU ndi Arg zimatha kupereka kukana kofanana ndi kupsinjika kwa NaCl m'mbale za tirigu, makamaka zikagwiritsidwa ntchito pamodzi. Kugwiritsa ntchito TU ndi Arg kungayambitse chitetezo cha antioxidant cha enzyme m'mbale za tirigu, kuchepetsa kuchuluka kwa ROS, ndikusunga bata la membrane lipids, motero kusunga photosynthesis ndi Na+/K+ bwino m'mbale. Komabe, kafukufukuyu alinso ndi zofooka; ngakhale kuti mphamvu ya TU ndi Arg yogwirizana idatsimikiziridwa ndipo njira yake yogwirira ntchito idafotokozedwa pang'ono, njira yovuta kwambiri ya mamolekyulu sikudziwikabe. Chifukwa chake, kuphunzira kwina kwa njira yogwirira ntchito ya TU ndi Arg pogwiritsa ntchito transcriptomic, metabolomic ndi njira zina ndikofunikira.
Ma data omwe agwiritsidwa ntchito ndi/kapena kufufuzidwa panthawi ya kafukufukuyu akupezeka kwa wolemba woyenerera ngati pakufunika kutero.
Nthawi yotumizira: Meyi-19-2025