טהיאָורעאַ און אַרגינין סינערגיסטיש האַלטן רעדאָקס האָמעאָסטאַסיס און יאָן וואָג, און פֿאַרלייכטערן זאַלץ דרוק אין ווייץ.

פלאַנצן וווּקס רעגולאַטאָרן (PGRs)זענען אַ קאָסטן-עפעקטיוו וועג צו פֿאַרבעסערן פלאַנצן דיפענסיז אונטער סטרעס באדינגונגען. די שטודיע האָט אויסגעפאָרשט די מעגלעכקייט פון צווייפּי-דזשי-אַרס, טהיאָורעאַ (TU) און אַרגינין (Arg), צו פֿאַרלייכטערן זאַלץ דרוק אין ווייץ. די רעזולטאַטן האָבן געוויזן אַז TU און Arg, ספּעציעל ווען געניצט צוזאַמען, קענען רעגולירן פלאַנצן וווּקס אונטער זאַלץ דרוק. זייערע באַהאַנדלונגען האָבן באַדייטנד געוואקסן די אַקטיוויטעטן פון אַנטיאַקסאַדאַנט ענזימען בשעת זיי האָבן פֿאַרקלענערט די לעוועלס פון רעאַקטיוו זויערשטאָף מינים (ROS), מאַלאָנדיאַלדעכייד (MDA), און רעלאַטיווע עלעקטראָליט ליקאַדזש (REL) אין ווייץ זוימען. אין דערצו, די באַהאַנדלונגען האָבן באַדייטנד פֿאַרקלענערט Na+ און Ca2+ קאָנצענטראַציעס און די Na+/K+ פאַרהעלטעניש, בשעת זיי האָבן באַדייטנד געוואקסן די K+ קאָנצענטראַציע, דערמיט מיינטיינינג די יאָן-אָסמאָטיק וואָג. מער וויכטיק, TU און Arg האָבן באַדייטנד געוואקסן די כלאָראָפיל אינהאַלט, נעץ פאָטאָסינטעטישע קורס, און גאַז וועקסל קורס פון ווייץ זוימען אונטער זאַלץ דרוק. TU און Arg געניצט אַליין אָדער אין קאָמבינאַציע קענען פאַרגרעסערן די טרוקן מאַטעריע אַקיומיאַליישאַן מיט 9.03-47.45%, און די פאַרגרעסערן איז געווען גרעסטע ווען זיי זענען געניצט צוזאַמען. אין מסקנא, דעם לערנען כיילייץ אַז מיינטיינינג רעדאָקס כאָומיאָסטאַסיס און יאָן וואָג איז וויכטיק פֿאַר ענכאַנסינג פלאַנצן טאָלעראַנץ צו זאַלץ דרוק. אין דערצו, TU און Arg זענען רעקאַמענדיד ווי פּאָטענציעלפלאַנצן וווּקס רעגולאַטאָרן,ספּעציעל ווען גענוצט צוזאַמען, צו פֿאַרבעסערן ווייץ פּראָדוקציע.
שנעלע ענדערונגען אין קלימאַט און לאַנדווירטשאַפטלעכע פּראַקטיקעס פאַרגרעסערן די דעגראַדאַציע פון ​​לאַנדווירטשאַפטלעכע עקאָסיסטעמען1. איינע פון ​​די ערנסטסטע קאָנסעקווענצן איז לאַנד זאַלץ, וואָס טרעטאַנז גלאָבאַלע עסנוואַרג זיכערהייט2. זאַלץ אַפעקטירט איצט וועגן 20% פון אַקער לאַנד ווערלדווייד, און די ציפער קען פאַרגרעסערן צו 50% ביז 20503. זאַלץ-אַלקאַלי דרוק קען פאַרשאַפן אָסמאָטיש דרוק אין גערעטעניש וואָרצלען, וואָס דיסראַפּט די יאָניש וואָג אין דער פּלאַנט4. אַזאַ אַדווערס באדינגונגען קענען אויך פירן צו אַקסעלערייטיד כלאָראָפיל ברייקדאַון, פאַרקלענערט פאָטאָסינטעז ראַטעס, און מעטאַבאַליק דיסטערבאַנסיז, לעסאָף ריזאַלטינג אין רידוסט פּלאַנט ייעלדס5,6. דערצו, אַ פּראָסט ערנסט ווירקונג איז די געוואקסן דזשענעריישאַן פון רעאַקטיוו זויערשטאָף מינים (ROS), וואָס קענען פאַרשאַפן אָקסידאַטיוו שעדיקן צו פאַרשידן ביאָמאָלעקולעס, אַרייַנגערעכנט דנאַ, פּראָטעינס, און ליפּידס7.
ווייץ (Triticum aestivum) איז איינע פון ​​די וויכטיגסטע תבואה פלאנצונגען אין דער וועלט. עס איז נישט נאר די מערסט ווייטגעוואקסענע תבואה פלאנצונג, נאר אויך א וויכטיגע קאמערציעלע פלאנצונג. אבער, ווייץ איז סענסיטיוו צו זאלץ, וואס קען שטערן זיין וואוקס, שטערן זיינע פיזיאלאגישע און ביאָכעמישע פּראָצעסן, און באדייטנד רעדוצירן זיין פּראָדוקציע. די הויפּט סטראַטעגיעס צו פֿאַרמינדערן די ווירקונגען פון זאַלץ דרוק זענען גענעטישע מאָדיפיקאַציע און די נוצן פון פלאַנצן וואוקס רעגולאַטאָרן. גענעטיש מאָדיפֿיצירטע אָרגאַניזמען (GM) זענען די נוצן פון גען עדיטינג און אנדערע טעקניקס צו אַנטוויקלען זאַלץ-טאָלעראַנט ווייץ ווערייאַטיז. פון דער אַנדערער זייט, פלאַנצן וואוקס רעגולאַטאָרן פֿאַרבעסערן זאַלץ טאָלעראַנץ אין ווייץ דורך רעגולירן פיזיאלאגישע אַקטיוויטעטן און לעוועלס פון זאַלץ-פֿאַרבונדענע סאַבסטאַנסן, דערמיט פֿאַרמינדערן דרוק שעדיקן. די רעגולאַטאָרן זענען בכלל מער אנגענומען און וויידלי געניצט ווי טראַנסגעניק אַפּראָוטשיז. זיי קענען פֿאַרבעסערן פלאַנצן טאָלעראַנץ צו פֿאַרשידענע אַביאָטישע סטרעסאַז ווי זאַלץ, טריקעניש און שווערע מעטאַלן, און העכערן זוימען דזשערמאַניישאַן, נוטריאַנט אַפּטייק און רעפּראָדוקטיווע וואוקס, דערמיט פאַרגרעסערן גערעטעניש פּראָדוקציע און קוואַליטעט. פלאַנצן וואוקס רעגולאַטאָרן זענען קריטיש צו ענשורינג גערעטעניש וואוקס און מיינטיינינג פּראָדוקציע און קוואַליטעט רעכט צו זייער ענווייראָנמענטאַל פרייַנדלעכקייט, גרינגקייט פון נוצן, קאָסטן-עפעקטיוונאַס און פּראַקטיקאַליטי. 13 אבער, ווייל די מאדולאטארן האבן ענלעכע מעכאניזמען פון אקציע, קען ניצן איינעם פון זיי אליין נישט זיין עפעקטיוו. געפינען א קאמבינאציע פון ​​וואוקס רעגולאטארן וואס קענען פארבעסערן זאלץ טאלעראנץ אין ווייץ איז קריטיש פאר ווייץ ברידינג אונטער שלעכטע באדינגונגען, פארגרעסערן ייעלדס און זיכער מאכן עסן זיכערהייט.
עס זענען נישטאָ קיין שטודיעס וואָס אויספאָרשן די קאָמבינירטע נוצן פון TU און Arg. עס איז נישט קלאָר צי די כידעשדיקע קאָמבינאַציע קען סינערגיסטיש פּראָמאָטירן ווייץ וווּקס אונטער זאַלץ דרוק. דעריבער, די ציל פון דער שטודיע איז געווען צו באַשטימען צי די צוויי וווּקס רעגולאַטאָרן קענען סינערגיסטיש פֿאַרמינדערן די נעגאַטיווע יפעקס פון זאַלץ דרוק אויף ווייץ. צו דעם צוועק, האָבן מיר דורכגעפירט אַ קורץ-טערמין הידראָפּאָניק ווייץ זוימען עקספּערימענט צו אויספאָרשן די בענעפיץ פון די קאָמבינירטע אַפּלאַקיישאַן פון TU און Arg צו ווייץ אונטער זאַלץ דרוק, פאָוקיסינג אויף די רעדאָקס און יאָניש וואָג פון די געוויקסן. מיר האָבן כייפּאַטאַסייזד אַז די קאָמבינאַציע פון ​​TU און Arg קען אַרבעטן סינערגיסטיש צו רעדוצירן זאַלץ דרוק-ינדוסט אָקסידאַטיוו שעדיקן און פירן יאָניש ימבאַלאַנס, דערמיט ימפּרוווינג זאַלץ טאָלעראַנץ אין ווייץ.
דער MDA אינהאַלט פון די מוסטערן איז באַשטימט געוואָרן דורך דער טיאָבאַרביטוריק זויער מעטאָדע. גענוי אָפּוועגן 0.1 ג פרישן מוסטער פּודער, עקסטראַקטירן מיט 1 מל פון 10% טריכלאָראַסעטיק זויער פֿאַר 10 מינוט, סענטריפוגירן ביי 10,000 ג פֿאַר 20 מינוט, און זאַמלען דעם סופּערנאַטאַנט. דער עקסטראַקט איז געמישט געוואָרן מיט אַ גלייכן באַנד פון 0.75% טיאָבאַרביטוריק זויער און אינקובירט ביי 100 °C פֿאַר 15 מינוט. נאָך אינקובאַציע, איז דער סופּערנאַטאַנט געזאַמלט געוואָרן דורך סענטריפוגאַציע, און די OD ווערטן ביי 450 נם, 532 נם, און 600 נם זענען געמאָסטן געוואָרן. די MDA קאָנצענטראַציע איז קאַלקולירט געוואָרן ווי פאלגנד:
ענליך צו דער 3-טאגיקער באהאנדלונג, האט די אנווענדונג פון Arg און Tu אויך באדייטנד פארגרעסערט די אנטיאקסידאנט ענזיים אקטיוויטעטן פון ווייץ זוימען אונטער דער 6-טאגיקער באהאנדלונג. די קאמבינאציע פון ​​TU און Arg איז נאך אלץ געווען די מערסט עפעקטיווע. אבער, 6 טעג נאך דער באהאנדלונג, האבן די אקטיוויטעטן פון די פיר אנטיאקסידאנט ענזימען אונטער פארשידענע באהאנדלונג באדינגונגען געוויזן א פארקלענערונג אין פארגלייך מיט 3 טעג נאך דער באהאנדלונג (פיגור 6).
פאָטאָסינטעז איז די באַזע פון ​​טרוקן מאַטעריע אַקיומיאַליישאַן אין געוויקסן און פּאַסירט אין כלאָראָפּלאַסץ, וואָס זענען גאָר סענסיטיוו צו זאַלץ. זאַלץ דרוק קען פירן צו אַקסאַדיישאַן פון די פּלאַזמע מעמבראַנע, דיסראַפּשאַן פון צעלולאַר אָסמאָטיק וואָג, שעדיקן צו כלאָראָפּלאַסט ולטראַסטרוקטור36, פאַרשאַפן כלאָראָפיל דעגראַדאַציע, פאַרמינערן די טעטיקייט פון קאַלווין ציקל ענזימעס (אַרייַנגערעכנט רוביסקאָ), און רעדוצירן עלעקטראָן אַריבערפירן פון PS II צו PS I37. אין אַדישאַן, זאַלץ דרוק קען פאַראורזאַכן סטאָמאַטאַל קלאָוזשער, דערמיט רעדוצירן בלאַט CO2 קאַנסאַנטריישאַן און ינכיבאַטינג פאָטאָסינטעז38. אונדזער רעזולטאַטן האָבן באשטעטיקט פריערדיקע פיינדינגז אַז זאַלץ דרוק ראַדוסאַז סטאָמאַטאַל קאַנדאַקטאַנס אין ווייץ, ריזאַלטינג אין פאַרמינערט בלאַט טראַנספּיראַטיאָן קורס און ינטראַסעלולאַר CO2 קאַנסאַנטריישאַן, וואָס לעסאָף פירט צו פאַרמינערט פאָטאָסינטעטישע קאַפּאַציטעט און פאַרמינערט ביאָמאַסע פון ​​ווייץ (פיג. 1 און 3). באַמערקענסווערט, TU און Arg אַפּלאַקיישאַן קען פֿאַרבעסערן די פאָטאָסינטעטישע עפעקטיווקייַט פון ווייץ געוויקסן אונטער זאַלץ דרוק. די פֿאַרבעסערונג אין פאָטאָסינטעטישע עפעקטיווקייַט איז געווען באַזונדער באַטייַטיק ווען TU און Arg זענען געווענדט סיימאַלטייניאַסלי (פיג. 3). דאָס קען זײַן צוליב דעם פֿאַקט אַז TU און Arg רעגולירן די עפֿענונג און שליסונג פֿון די סטאָמאַטן, דערמיט פֿאַרשטאַרקנדיק די פֿאָטאָסינטעטישע עפֿיקאַציע, וואָס ווערט געשטיצט דורך פֿריִערדיקע שטודיעס. למשל, בענקאַרטי און אַנדערע האָבן געפֿונען אַז אונטער זאַלץ-סטרעס, האָט TU באַדײַטנד פֿאַרגרעסערט די סטאָמאַטאַלע קאָנדוקטאַנס, די CO2 אַסימילאַציע ראַטע, און די מאַקסימום קוואַנטום עפֿיקאַציע פֿון PSII פֿאָטאָכעמיע אין Atriplex portulacoides L.39. כאָטש עס זענען נישטאָ קיין דירעקטע באַריכטן וואָס באַווײַזן אַז Arg קען רעגולירן די עפֿענונג און שליסונג פֿון די סטאָמאַטן אין געוויקסן וואָס זענען אויסגעשטעלט צו זאַלץ-סטרעס, האָבן סילוועיראַ און אַנדערע אָנגעוויזן אַז Arg קען פֿאַרשטאַרקן גאַז-אויסטויש אין בלעטער אונטער טריקעניש-באַדינגונגען22.
אין קורצן, די שטודיע אונטערשטרייכט אז טראץ זייערע פארשידענע מעכאניזמען פון אקציע און פיזיקאכעמישע אייגנשאפטן, קענען TU און Arg צושטעלן פארגלייכבארע קעגנשטעל צו NaCl סטרעס אין ווייץ זוימען, ספעציעל ווען זיי ווערן אנגעווענדט צוזאמען. די אנווענדונג פון TU און Arg קען אקטיוויזירן די אנטיאקסידאנט ענזיים פארטיידיגונג סיסטעם פון ווייץ זוימען, רעדוצירן ROS אינהאלט, און אויפהאלטן די סטאביליטעט פון מעמבראן ליפידן, דערמיט אויפהאלטן פאָטאָסינטעז און Na+/K+ באלאנס אין זוימען. אבער, די שטודיע האט אויך באגרענעצונגען; כאטש דער סינערגיסטישער עפעקט פון TU און Arg איז באשטעטיקט געווארן און זיין פיזיאלאגישער מעכאניזם איז צו א געוויסן גראד דערקלערט געווארן, בלייבט דער מער קאמפליצירטער מאלעקולארער מעכאניזם אומקלאר. דעריבער, איז א ווייטערדיגע שטודיע פון ​​דעם סינערגיסטישן מעכאניזם פון TU און Arg ניצנדיק טראנסקריפטאמישע, מעטאבאלאמישע און אנדערע מעטאדן נויטיג.
די דאטן-זאמלונגען גענוצט און/אדער אנאליזירט בעת דער איצטיקער שטודיע זענען צוטריטלעך פונעם קארעספאנדירנדיקן מחבר אויף א גלייכבארע פארלאנג.