தியோயூரியாவும் அர்ஜினைனும் இணைந்து செயல்பட்டு, ரெடாக்ஸ் ஹோமியோஸ்டாசிஸையும் அயன் சமநிலையையும் பராமரித்து, கோதுமையில் ஏற்படும் உப்பு அழுத்தத்தைக் குறைக்கின்றன.

தாவர வளர்ச்சி சீராக்கிகள் (PGRs)அழுத்தமான சூழ்நிலைகளில் தாவரங்களின் பாதுகாப்புத்திறனை மேம்படுத்துவதற்கு, இவை ஒரு செலவு குறைந்த வழியாகும். இந்த ஆய்வு இரண்டின் திறனை ஆராய்ந்தது.முதுகலை பட்டதாரிகள்கோதுமையில் உப்பு அழுத்தத்தைக் குறைப்பதற்காக, தியோயூரியா (TU) மற்றும் அர்ஜினைன் (Arg) பயன்படுத்தப்பட்டன. TU மற்றும் Arg, குறிப்பாக ஒன்றாகப் பயன்படுத்தப்படும்போது, ​​உப்பு அழுத்தத்தின் கீழ் தாவர வளர்ச்சியை ஒழுங்குபடுத்த முடியும் என்று முடிவுகள் காட்டின. அவற்றின் சிகிச்சைகள், கோதுமை நாற்றுகளில் உள்ள ஆன்டிஆக்ஸிடன்ட் நொதிகளின் செயல்பாடுகளைக் கணிசமாக அதிகரித்ததோடு, வினைத்திறன் கொண்ட ஆக்ஸிஜன் இனங்கள் (ROS), மலோன்டியால்டிஹைட் (MDA) மற்றும் சார்பு மின்பகுளிக் கசிவு (REL) ஆகியவற்றின் அளவுகளையும் குறைத்தன. கூடுதலாக, இந்த சிகிச்சைகள் Na+ மற்றும் Ca2+ செறிவுகளையும், Na+/K+ விகிதத்தையும் கணிசமாகக் குறைத்து, K+ செறிவை கணிசமாக அதிகரித்தன, இதன் மூலம் அயனி-சவ்வூடுபரவல் சமநிலையைப் பராமரித்தன. மிக முக்கியமாக, TU மற்றும் Arg ஆகியவை உப்பு அழுத்தத்தின் கீழ் கோதுமை நாற்றுகளின் பச்சைய உள்ளடக்கம், நிகர ஒளிச்சேர்க்கை விகிதம் மற்றும் வாயுப் பரிமாற்ற விகிதம் ஆகியவற்றை கணிசமாக அதிகரித்தன. TU மற்றும் Arg தனித்தனியாகவோ அல்லது இணைந்தோ பயன்படுத்தப்படும்போது, ​​உலர் பொருளின் திரட்சியை 9.03–47.45% வரை அதிகரிக்கக்கூடும், மேலும் அவை ஒன்றாகப் பயன்படுத்தப்பட்டபோது இந்த அதிகரிப்பு மிக அதிகமாக இருந்தது. முடிவாக, ரெடாக்ஸ் ஹோமியோஸ்டாசிஸ் மற்றும் அயனி சமநிலையைப் பராமரிப்பது, உப்பு அழுத்தத்திற்கு எதிரான தாவரத்தின் சகிப்புத்தன்மையை மேம்படுத்துவதற்கு முக்கியமானது என்பதை இந்த ஆய்வு எடுத்துக்காட்டுகிறது. மேலும், TU மற்றும் Arg ஆகியவை சாத்தியமானவையாகப் பரிந்துரைக்கப்பட்டன.தாவர வளர்ச்சி சீராக்கிகள்,குறிப்பாக ஒன்றாகப் பயன்படுத்தும்போது, ​​கோதுமை விளைச்சலை அதிகரிக்க உதவுகிறது.
காலநிலை மற்றும் விவசாய நடைமுறைகளில் ஏற்படும் விரைவான மாற்றங்கள், விவசாயச் சூழல் அமைப்புகளின் சீரழிவை அதிகரித்து வருகின்றன¹. இதன் மிகக் கடுமையான விளைவுகளில் ஒன்று நில உவர்மயமாதல் ஆகும், இது உலகளாவிய உணவுப் பாதுகாப்பிற்கு அச்சுறுத்தலாக உள்ளது². தற்போது உலகளவில் சுமார் 20% சாகுபடி நிலங்களை உவர்மயமாதல் பாதிக்கிறது, மேலும் இந்த எண்ணிக்கை 2050-க்குள் 50% ஆக அதிகரிக்கக்கூடும்³. உப்பு-கார அழுத்தமானது பயிர் வேர்களில் சவ்வூடுபரவல் அழுத்தத்தை ஏற்படுத்தி, தாவரத்தின் அயனிச் சமநிலையைச் சீர்குலைக்கக்கூடும்⁴. இத்தகைய பாதகமான சூழ்நிலைகள், பச்சையத்தின் விரைவான சிதைவு, ஒளிச்சேர்க்கை விகிதங்கள் குறைதல் மற்றும் வளர்சிதை மாற்றக் கோளாறுகளுக்கும் வழிவகுத்து, இறுதியில் தாவர விளைச்சலைக் குறைக்கின்றன⁵,⁶. மேலும், ஒரு பொதுவான கடுமையான விளைவு, வினைத்திறன் மிக்க ஆக்சிஜன் இனங்களின் (ROS) அதிகரித்த உருவாக்கம் ஆகும், இது டிஎன்ஏ, புரதங்கள் மற்றும் கொழுப்புகள் உள்ளிட்ட பல்வேறு உயிர்மூலக்கூறுகளுக்கு ஆக்சிஜனேற்ற சேதத்தை ஏற்படுத்தக்கூடும்⁷.
கோதுமை (Triticum aestivum) உலகின் மிக முக்கியமான தானியப் பயிர்களில் ஒன்றாகும். இது மிகவும் பரவலாகப் பயிரிடப்படும் தானியப் பயிர் மட்டுமல்ல, ஒரு முக்கியமான வணிகப் பயிரும் ஆகும். இருப்பினும், கோதுமை உப்புக்கு எளிதில் பாதிப்படையக்கூடியது. உப்பு அதன் வளர்ச்சியைத் தடுக்கலாம், அதன் உடலியல் மற்றும் உயிர்வேதியியல் செயல்முறைகளைச் சீர்குலைக்கலாம், மேலும் அதன் விளைச்சலைக் கணிசமாகக் குறைக்கலாம். உப்பு அழுத்தத்தின் விளைவுகளைத் தணிப்பதற்கான முக்கிய உத்திகளில் மரபணு மாற்றம் மற்றும் தாவர வளர்ச்சி சீராக்கிகளின் பயன்பாடு ஆகியவை அடங்கும். மரபணு மாற்றப்பட்ட உயிரினங்கள் (GM) என்பவை, உப்பு சகிப்புத்தன்மை கொண்ட கோதுமை வகைகளை உருவாக்க மரபணு திருத்தம் மற்றும் பிற நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துவதாகும். மறுபுறம், தாவர வளர்ச்சி சீராக்கிகள், உடலியல் செயல்பாடுகளையும் உப்பு தொடர்பான பொருட்களின் அளவுகளையும் ஒழுங்குபடுத்துவதன் மூலம் கோதுமையில் உப்பு சகிப்புத்தன்மையை மேம்படுத்துகின்றன, அதன் மூலம் அழுத்தத்தால் ஏற்படும் சேதத்தைத் தணிக்கின்றன. இந்த சீராக்கிகள் பொதுவாக மரபணு மாற்றப்பட்ட அணுகுமுறைகளை விட அதிக ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்டவையாகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுபவையாகவும் உள்ளன. அவை உப்புத்தன்மை, வறட்சி மற்றும் கன உலோகங்கள் போன்ற பல்வேறு உயிரற்ற அழுத்தங்களுக்கு தாவரத்தின் சகிப்புத்தன்மையை மேம்படுத்தி, விதை முளைப்பு, ஊட்டச்சத்து உறிஞ்சுதல் மற்றும் இனப்பெருக்க வளர்ச்சியை ஊக்குவிக்கின்றன, இதன் மூலம் பயிர் விளைச்சலையும் தரத்தையும் அதிகரிக்கின்றன. 12 தாவர வளர்ச்சி சீராக்கிகள் அவற்றின் சுற்றுச்சூழல் நேசம், எளிதான பயன்பாடு, செலவுத் திறன் மற்றும் நடைமுறைப் பயன்பாடு ஆகியவற்றின் காரணமாக, பயிர் வளர்ச்சியை உறுதி செய்வதற்கும், மகசூல் மற்றும் தரத்தைப் பராமரிப்பதற்கும் முக்கியமானவை. 13 இருப்பினும், இந்த சீராக்கிகள் ஒரே மாதிரியான செயல்பாட்டு வழிமுறைகளைக் கொண்டிருப்பதால், அவற்றுள் ஒன்றை மட்டும் பயன்படுத்துவது பயனுள்ளதாக இருக்காது. கோதுமையில் உப்பு சகிப்புத்தன்மையை மேம்படுத்தக்கூடிய வளர்ச்சி சீராக்கிகளின் கலவையைக் கண்டறிவது, பாதகமான சூழ்நிலைகளில் கோதுமை இனப்பெருக்கம் செய்வதற்கும், மகசூலை அதிகரிப்பதற்கும், உணவுப் பாதுகாப்பை உறுதி செய்வதற்கும் முக்கியமானதாகும்.
TU மற்றும் Arg-ஐ இணைத்துப் பயன்படுத்துவது குறித்து எந்த ஆய்வுகளும் இல்லை. இந்த புதுமையான கலவையானது, உப்பு அழுத்தத்தின் கீழ் கோதுமையின் வளர்ச்சியை ஒருங்கிணைந்து ஊக்குவிக்குமா என்பது தெளிவாக இல்லை. எனவே, இந்த இரண்டு வளர்ச்சி சீராக்கிகளும் கோதுமையில் உப்பு அழுத்தத்தால் ஏற்படும் பாதகமான விளைவுகளை ஒருங்கிணைந்து தணிக்க முடியுமா என்பதைத் தீர்மானிப்பதே இந்த ஆய்வின் நோக்கமாக இருந்தது. இதற்காக, உப்பு அழுத்தத்தின் கீழ் கோதுமைக்கு TU மற்றும் Arg-ஐ இணைத்துப் பயன்படுத்துவதால் ஏற்படும் நன்மைகளை ஆராய்வதற்காக, தாவரங்களின் ரெடாக்ஸ் மற்றும் அயனிச் சமநிலையில் கவனம் செலுத்தி, ஒரு குறுகிய கால ஹைட்ரோபோனிக் கோதுமை நாற்றுச் சோதனையை நாங்கள் நடத்தினோம். TU மற்றும் Arg-இன் கலவையானது, உப்பு அழுத்தத்தால் தூண்டப்பட்ட ஆக்ஸிஜனேற்ற சேதத்தைக் குறைக்கவும், அயனிச் சமநிலையின்மையைச் சரிசெய்யவும் ஒருங்கிணைந்து செயல்பட்டு, அதன் மூலம் கோதுமையில் உப்பு சகிப்புத்தன்மையை மேம்படுத்தும் என்று நாங்கள் கருதுகோள் கொண்டோம்.
மாதிரிகளின் MDA உள்ளடக்கம் தையோபார்பிட்யூரிக் அமில முறை மூலம் தீர்மானிக்கப்பட்டது. 0.1 கிராம் புதிய மாதிரிப் பொடியைத் துல்லியமாக எடைபோட்டு, 1 மில்லி 10% டிரைகுளோரோஅசிட்டிக் அமிலத்துடன் 10 நிமிடங்களுக்குப் பிரித்தெடுத்து, 10,000 g வேகத்தில் 20 நிமிடங்களுக்கு மையவிலக்கி, மேல்தேங்கிய திரவத்தைச் சேகரிக்கவும். பிரித்தெடுக்கப்பட்ட சாறு, சம அளவு 0.75% தையோபார்பிட்யூரிக் அமிலத்துடன் கலக்கப்பட்டு, 100 °C வெப்பநிலையில் 15 நிமிடங்களுக்கு அடைகாக்கப்பட்டது. அடைகாத்தலுக்குப் பிறகு, மேல்தேங்கிய திரவம் மையவிலக்கு மூலம் சேகரிக்கப்பட்டு, 450 nm, 532 nm, மற்றும் 600 nm அலைநீளங்களில் OD மதிப்புகள் அளவிடப்பட்டன. MDA செறிவு பின்வருமாறு கணக்கிடப்பட்டது:
3-நாள் சிகிச்சையைப் போலவே, 6-நாள் சிகிச்சையின் கீழும் Arg மற்றும் Tu-வின் பயன்பாடு கோதுமை நாற்றுகளின் ஆக்ஸிஜனேற்ற நொதி செயல்பாடுகளைக் கணிசமாக அதிகரித்தது. TU மற்றும் Arg-ன் கலவையே மிகவும் பயனுள்ளதாக இருந்தது. இருப்பினும், சிகிச்சைக்குப் பிறகு 6-வது நாளில், வெவ்வேறு சிகிச்சை நிலைகளின் கீழ் உள்ள நான்கு ஆக்ஸிஜனேற்ற நொதிகளின் செயல்பாடுகள், சிகிச்சைக்குப் பிறகு 3-வது நாளுடன் ஒப்பிடும்போது குறையும் போக்கைக் காட்டின (படம் 6).
தாவரங்களில் உலர் பொருள் திரள்வதற்கு ஒளிச்சேர்க்கையே அடிப்படையாகும். இது உப்புக்கு மிகவும் உணர்திறன் கொண்ட பசுங்கணிகங்களில் நடைபெறுகிறது. உப்பு அழுத்தம், பிளாஸ்மா சவ்வின் ஆக்சிஜனேற்றம், செல்லுலார் சவ்வூடுபரவல் சமநிலையின் சீர்குலைவு, பசுங்கணிகங்களின் மீநுண் கட்டமைப்பிற்கு சேதம்36, பச்சையச் சிதைவை ஏற்படுத்துதல், கால்வின் சுழற்சி நொதிகளின் (ருபிஸ்கோ உட்பட) செயல்பாட்டைக் குறைத்தல், மற்றும் PS II-இலிருந்து PS I-க்கு எலக்ட்ரான் பரிமாற்றத்தைக் குறைத்தல்37 ஆகியவற்றுக்கு வழிவகுக்கும். கூடுதலாக, உப்பு அழுத்தம் இலைத்துளைகளை மூடத் தூண்டி, அதன்மூலம் இலை CO2 செறிவைக் குறைத்து, ஒளிச்சேர்க்கையைத் தடுக்கக்கூடும்38. உப்பு அழுத்தம் கோதுமையில் இலைத்துளைக் கடத்துத்திறனைக் குறைக்கிறது, இதன் விளைவாக இலை நீராவிப்போக்கு விகிதம் மற்றும் உயிரணுக்களுக்குள் CO2 செறிவு குறைகிறது, இது இறுதியில் கோதுமையின் ஒளிச்சேர்க்கைத் திறன் மற்றும் உயிர்மப்பொருளைக் குறைக்கிறது (படம் 1 மற்றும் 3) என்ற முந்தைய கண்டுபிடிப்புகளை எங்கள் முடிவுகள் உறுதிப்படுத்தின. குறிப்பிடத்தக்க வகையில், TU மற்றும் Arg பயன்பாடு உப்பு அழுத்தத்தின் கீழ் கோதுமைத் தாவரங்களின் ஒளிச்சேர்க்கைத் திறனை மேம்படுத்தியது. TU மற்றும் Arg ஒரே நேரத்தில் பயன்படுத்தப்பட்டபோது ஒளிச்சேர்க்கைத் திறனில் ஏற்பட்ட முன்னேற்றம் குறிப்பாக குறிப்பிடத்தக்கதாக இருந்தது (படம் 3). முந்தைய ஆய்வுகளால் ஆதரிக்கப்படும் TU மற்றும் Arg ஆகியவை இலைத்துளைகள் திறப்பதையும் மூடுவதையும் ஒழுங்குபடுத்துவதன் மூலம் ஒளிச்சேர்க்கை செயல்திறனை மேம்படுத்துகின்றன என்பதே இதற்குக் காரணமாக இருக்கலாம். எடுத்துக்காட்டாக, பென்கார்டி மற்றும் குழுவினர், உப்பு அழுத்தத்தின் கீழ், அட்ரிப்ளெக்ஸ் போர்டுலகாய்ட்ஸ் L.39-ல் TU இலைத்துளை கடத்துத்திறன், CO2 தன்வயமாக்கல் விகிதம் மற்றும் PSII ஒளிவேதியியலின் அதிகபட்ச குவாண்டம் செயல்திறன் ஆகியவற்றை கணிசமாக அதிகரித்ததைக் கண்டறிந்தனர். உப்பு அழுத்தத்திற்கு உள்ளான தாவரங்களில் Arg இலைத்துளைகள் திறப்பதையும் மூடுவதையும் ஒழுங்குபடுத்த முடியும் என்பதை நிரூபிக்கும் நேரடி அறிக்கைகள் எதுவும் இல்லை என்றாலும், வறட்சி நிலைகளில் Arg இலைகளில் வாயுப் பரிமாற்றத்தை ஊக்குவிக்கும் என்று சில்வேரா மற்றும் குழுவினர் சுட்டிக்காட்டினர்22.
சுருக்கமாக, இந்த ஆய்வு, அவற்றின் வெவ்வேறு செயல்பாட்டு வழிமுறைகள் மற்றும் இயற்பியல்-வேதியியல் பண்புகள் இருந்தபோதிலும், TU மற்றும் Arg ஆகியவை கோதுமை நாற்றுகளில் NaCl அழுத்தத்திற்கு ஒப்பிடத்தக்க எதிர்ப்பை வழங்க முடியும் என்பதை எடுத்துக்காட்டுகிறது, குறிப்பாக அவை ஒன்றாகப் பயன்படுத்தப்படும்போது. TU மற்றும் Arg-இன் பயன்பாடு கோதுமை நாற்றுகளின் ஆக்ஸிஜனேற்ற நொதி பாதுகாப்பு அமைப்பைச் செயல்படுத்தி, ROS உள்ளடக்கத்தைக் குறைத்து, சவ்வு லிப்பிடுகளின் நிலைத்தன்மையைப் பராமரிக்கிறது, இதன் மூலம் நாற்றுகளில் ஒளிச்சேர்க்கை மற்றும் Na+/K+ சமநிலையைப் பராமரிக்கிறது. இருப்பினும், இந்த ஆய்விலும் வரம்புகள் உள்ளன; TU மற்றும் Arg-இன் கூட்டு விளைவு உறுதிப்படுத்தப்பட்டு, அதன் உடலியல் வழிமுறை ஓரளவிற்கு விளக்கப்பட்டிருந்தாலும், மிகவும் சிக்கலான மூலக்கூறு வழிமுறை இன்னும் தெளிவாக இல்லை. எனவே, டிரான்ஸ்கிரிப்டோமிக், மெட்டபாலோமிக் மற்றும் பிற முறைகளைப் பயன்படுத்தி TU மற்றும் Arg-இன் கூட்டு வழிமுறையைப் பற்றி மேலும் ஆய்வு செய்வது அவசியம்.
தற்போதைய ஆய்வின் போது பயன்படுத்தப்பட்ட மற்றும்/அல்லது பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்ட தரவுத்தொகுப்புகள், தகுந்த கோரிக்கையின் பேரில் தொடர்புடைய ஆசிரியரிடமிருந்து பெற்றுக்கொள்ளலாம்.