Змяненне клімату і хуткі рост насельніцтва сталі ключавымі праблемамі глабальнай харчовай бяспекі. Адным з перспектыўных рашэнняў з'яўляецца выкарыстаннерэгулятары росту раслін(РГР) для павышэння ўраджайнасці сельскагаспадарчых культур і пераадолення неспрыяльных умоў вырошчвання, такіх як пустынны клімат. Нядаўна каратыноід заксінон і два яго аналагі (MiZax3 і MiZax5) прадэманстравалі перспектыўную стымулюючую рост актыўнасць у збожжавых і агароднінных культурах у цяплічных і палявых умовах. Тут мы далей даследавалі ўплыў розных канцэнтрацый MiZax3 і MiZax5 (5 мкМ і 10 мкМ у 2021 годзе; 2,5 мкМ і 5 мкМ у 2022 годзе) на рост і ўраджайнасць дзвюх высокакаштоўных агароднінных культур у Камбоджы: бульбы і трускаўкі. Аравія. У пяці незалежных палявых выпрабаваннях з 2021 па 2022 год ужыванне абодвух MiZax значна палепшыла агранамічныя характарыстыкі раслін, кампаненты ўраджайнасці і агульную ўраджайнасць. Варта адзначыць, што MiZax выкарыстоўваецца ў значна меншых дозах, чым гумінавая кіслата (шырока выкарыстоўванае камерцыйнае злучэнне, якое выкарыстоўваецца тут для параўнання). Такім чынам, нашы вынікі паказваюць, што MiZax з'яўляецца вельмі перспектыўным рэгулятарам росту раслін, які можна выкарыстоўваць для стымуляцыі росту і ўраджайнасці агароднінных культур нават ва ўмовах пустыні і пры адносна нізкіх канцэнтрацыях.
Паводле звестак Харчовай і сельскагаспадарчай арганізацыі Аб'яднаных Нацый (ФАО), да 2050 года нашы сістэмы вытворчасці прадуктаў харчавання павінны павялічыцца амаль утрая, каб пракарміць расце насельніцтва свету (ФАО: да 2050 года свету спатрэбіцца на 70% больш прадуктаў харчавання1). Фактычна, хуткі рост насельніцтва, забруджванне навакольнага асяроддзя, перамяшчэнне шкоднікаў і асабліва высокія тэмпературы і засухі, выкліканыя змяненнем клімату, — усё гэта праблемы, з якімі сутыкаецца глабальная харчовая бяспека2. У гэтым плане павелічэнне валавога ўраджаю сельскагаспадарчых культур у неаптымальных умовах з'яўляецца адным з бясспрэчных рашэнняў гэтай актуальнай праблемы. Аднак рост і развіццё раслін у асноўным залежаць ад наяўнасці пажыўных рэчываў у глебе і моцна абмяжоўваюцца неспрыяльнымі фактарамі навакольнага асяроддзя, у тым ліку засухай, засоленасцю або біятычным стрэсам3,4,5. Гэтыя стрэсы могуць негатыўна адбіцца на здароўі і развіцці сельскагаспадарчых культур і ў канчатковым выніку прывесці да зніжэння ўраджайнасці6. Акрамя таго, абмежаваныя рэсурсы прэснай вады сур'ёзна ўплываюць на арашэнне сельскагаспадарчых культур, у той час як глабальнае змяненне клімату непазбежна скарачае плошчу ворных зямель, а такія падзеі, як спякота, зніжаюць ураджайнасць сельскагаспадарчых культур7,8. Высокія тэмпературы з'яўляюцца распаўсюджанай з'явай у многіх частках свету, у тым ліку ў Саудаўскай Аравіі. Выкарыстанне біястымулятараў або рэгулятараў росту раслін (РРР) карысна для скарачэння цыклу росту і павышэння ўраджайнасці сельскагаспадарчых культур. Гэта можа палепшыць талерантнасць сельскагаспадарчых культур і дазволіць раслінам спраўляцца з неспрыяльнымі ўмовамі вырошчвання9. У сувязі з гэтым біястымулятары і рэгулятары росту раслін можна выкарыстоўваць у аптымальных канцэнтрацыях для паляпшэння росту і прадукцыйнасці раслін10,11.
Каратыноіды — гэта тэтратэрпеноіды, якія таксама служаць папярэднікамі фітагармонаў абсцызавай кіслаты (АБК) і стрыгалактону (СЛ)12,13,14, а таксама нядаўна адкрытых рэгулятараў росту заксінону, анорэну і цыклацытралю15,16,17,18,19. Аднак большасць рэальных метабалітаў, у тым ліку вытворныя каратыноідаў, маюць абмежаваныя прыродныя крыніцы і/або з'яўляюцца нестабільнымі, што ўскладняе іх непасрэднае прымяненне ў гэтай галіне. Такім чынам, за апошнія некалькі гадоў было распрацавана і пратэставана некалькі аналагаў/міметыкаў АБК і СЛ для сельскагаспадарчага прымянення20,21,22,23,24,25. Падобным чынам, нядаўна мы распрацавалі міметыкі заксінону (MiZax), метабаліту, які стымулюе рост, які можа аказваць свой уплыў, паляпшаючы метабалізм цукру і рэгулюючы гамеастаз СЛ у каранях рысу19,26. Міметыкі заксінону 3 (MiZax3) і MiZax5 (хімічныя структуры паказаны на малюнку 1А) прадэманстравалі біялагічную актыўнасць, параўнальную з заксінонам, у раслін рысу дзікага тыпу, якія вырошчваліся гідрапонна і ў глебе26. Больш за тое, апрацоўка памідораў, фінікавай пальмы, зялёнага перцу і гарбуза заксінонам, MiZax3 і MiZx5 палепшыла рост і прадукцыйнасць раслін, г.зн. ураджайнасць і якасць перцу, у цяпліцах і адкрытым полі, што сведчыць аб іх ролі як біястымулятараў і выкарыстанні PGR27. Цікава, што MiZax3 і MiZax5 таксама палепшылі салеўстойлівасць зялёнага перцу, які вырошчваўся ва ўмовах высокай салёнасці, а MiZax3 павялічыў утрыманне цынку ў пладах пры інкапсуляцыі ў металаарганічныя каркасы, якія змяшчаюць цынк7,28.
(A) Хімічная структура MiZax3 і MiZax5. (B) Уплыў ліставага апырсквання MZ3 і MZ5 у канцэнтрацыях 5 мкМ і 10 мкМ на расліны бульбы ва ўмовах адкрытага поля. Эксперымент адбудзецца ў 2021 годзе. Дадзеныя прадстаўлены ў выглядзе сярэдняга значэння ± стандартнае адхіленне. n≥15. Статыстычны аналіз быў праведзены з выкарыстаннем аднабаковага дысперсійнага аналізу (ANOVA) і post hoc тэсту Цьюкі. Зорачкі паказваюць статыстычна значныя адрозненні ў параўнанні з мадэляваннем (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, неістотна). HA – гумінавая кіслата; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5. HA – гумінавая кіслата; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
У гэтай працы мы ацанілі MiZax (MiZax3 і MiZax5) у трох канцэнтрацыях для ліставой падкормкі (5 мкМ і 10 мкМ у 2021 годзе і 2,5 мкМ і 5 мкМ у 2022 годзе) і параўналі іх з бульбай (Solanum tuberosum L.). Камерцыйны рэгулятар росту гумінавая кіслата (ГА) параўноўваўся з трускаўкай (Fragaria ananassa) у выпрабаваннях трускаўкі ў цяпліцах у 2021 і 2022 гадах, а таксама ў чатырох палявых выпрабаваннях у Каралеўстве Саудаўская Аравія, тыповым пустынным кліматычным рэгіёне. Нягледзячы на тое, што ГА з'яўляецца шырока выкарыстоўваным біястымулятарам з многімі карыснымі эфектамі, у тым ліку павялічвае выкарыстанне пажыўных рэчываў з глебы і стымулюе рост сельскагаспадарчых культур шляхам рэгулявання гарманальнага гамеастазу, нашы вынікі паказваюць, што MiZax пераўзыходзіць ГА.
Клубні бульбы гатунку Diamond былі набыты ў гандлёвай кампаніі Jabbar Nasser Al Bishi Trading Company, Джыда, Саудаўская Аравія. Расада двух гатункаў трускаўкі «Sweet Charlie» і «Festival» і гумінавая кіслата былі набыты ў кампаніі Modern Agritech Company, Эр-Рыяд, Саудаўская Аравія. Увесь раслінны матэрыял, які выкарыстоўваўся ў гэтай працы, адпавядае Палітычнай заяве МСОП аб даследаваннях, якія ўключаюць віды, што знаходзяцца пад пагрозай знікнення, і Канвенцыі аб гандлі відамі дзікай фаўны і флоры, якія знаходзяцца пад пагрозай знікнення.
Эксперыментальная пляцоўка размешчана ў Хада-эль-Шам, Саудаўская Аравія (21°48′3″ пн. ш., 39°43′25″ у. д.). Глеба — супясчаная, pH 7,8, EC 1,79 dcm-130. Уласцівасці глебы паказаны ў дадатковай табліцы S1.
Расада трускаўкі (Fragaria x ananassa D. var. Festival) на трох стадыях сапраўднага ліста была падзелена на тры групы для ацэнкі ўплыву внекароценных апырсквання прэпаратамі MiZax3 і MiZax5 у канцэнтрацыі 10 мкМ на характарыстыкі росту і час цвіцення ў цяплічных умовах. У якасці мадэлюючага лячэння выкарыстоўвалася апырскванне лісця вадой (якая змяшчае 0,1% ацэтону). Внекароценная падкормка MiZax праводзілася 7 разоў з інтэрвалам у адзін тыдзень. Два незалежныя эксперыменты былі праведзены 15 і 28 верасня 2021 года адпаведна. Пачатковая доза кожнага злучэння складала 50 мл, затым паступова павялічвалася да канчатковай дозы 250 мл. На працягу двух тыдняў запар кожны дзень фіксавалася колькасць квітнеючых раслін, а частату цвіцення разлічвалася ў пачатку чацвёртага тыдня. Для вызначэння характарыстык росту ў канцы фазы росту і ў пачатку рэпрадуктыўнай фазы вымяраліся колькасць лісця, свежая і сухая маса раслін, агульная плошча лісця і колькасць столонаў на расліну. Плошчу лісця вымяралі з дапамогай плошчамера лісця, а свежыя ўзоры сушылі ў духоўцы пры тэмпературы 100°C на працягу 48 гадзін.
Былі праведзены два палявыя выпрабаванні: ранняя і позняя ўзворванне. Клубні бульбы гатунку «Дыямент» высаджваюцца ў лістападзе і лютым, з раннім і познім тэрмінамі паспявання адпаведна. Біястымулятары (MiZax-3 і -5) уводзяцца ў канцэнтрацыях 5,0 і 10,0 мкМ (2021 г.) і 2,5 і 5,0 мкМ (2022 г.). Апырскваюць гумінавай кіслатой (ГА) 1 г/л 8 разоў на тыдзень. У якасці адмоўнага кантролю выкарыстоўвалася вада або ацэтон. План палявых выпрабаванняў паказаны на (Дадатковы малюнак S1). Для правядзення палявых эксперыментаў выкарыстоўвалася рандомізіраваная поўнаблочная схема (RCBD) з плошчай участка 2,5 м × 3,0 м. Кожная апрацоўка паўтаралася тры разы ў якасці незалежных паўтораў. Адлегласць паміж кожным участкам складае 1,0 м, а адлегласць паміж кожным блокам — 2,0 м. Адлегласць паміж раслінамі складае 0,6 м, адлегласць паміж радамі — 1 м. Расліны бульбы штодня палівалі кропельным спосабам з разліку 3,4 л на кожную кропельніцу. Сістэма працуе двойчы на дзень па 10 хвілін кожны раз, каб забяспечваць расліны вадой. Былі выкарыстаны ўсе рэкамендаваныя агратэхнічныя прыёмы для вырошчвання бульбы ва ўмовах засухі31. Праз чатыры месяцы пасля пасадкі вышыня раслін (см), колькасць галінак на расліну, склад і ўраджайнасць бульбы, а таксама якасць клубняў вымяраліся з выкарыстаннем стандартных метадаў.
Расаду двух гатункаў трускаўкі (Sweet Charlie і Festival) выпрабавалі ў палявых умовах. Біястымулятары (MiZax-3 і -5) выкарыстоўвалі ў якасці ліставага апырсквання ў канцэнтрацыях 5,0 і 10,0 мкМ (2021 г.) і 2,5 і 5,0 мкМ (2022 г.) восем разоў на тыдзень. Выкарыстоўвайце 1 г ГА на літр у якасці ліставага апырсквання паралельна з MiZax-3 і -5, з кантрольнай сумессю H2O або ацэтонам у якасці адмоўнага кантролю. Расаду трускаўкі высаджвалі на ўчастак памерам 2,5 х 3 м у пачатку лістапада з адлегласцю паміж раслінамі 0,6 м і міжраддзямі 1 м. Эксперымент праводзілі ў RCBD і паўтаралі тры разы. Расліны палівалі па 10 хвілін кожны дзень а 7:00 і 17:00 з выкарыстаннем сістэмы кропельнага арашэння з кропельніцамі, размешчанымі на адлегласці 0,6 м адна ад адной, ёмістасцю 3,4 л. Агратэхнічныя кампаненты і параметры ўраджайнасці вымяраліся на працягу вегетацыйнага перыяду. Якасць пладоў, уключаючы агульны ўтрыманне сумесных рэчываў (%), вітамін С32, кіслотнасць і агульны ўтрыманне фенольных злучэнняў33, ацэньвалася ў Лабараторыі пасляўборачнай фізіялогіі і тэхналогіі Універсітэта караля Абдулазіза.
Дадзеныя прадстаўлены ў выглядзе сярэдніх значэнняў, а варыяцыі — у выглядзе стандартных адхіленняў. Статыстычная значнасць вызначалася з дапамогай аднафактарнага дысперсійнага аналізу (ANOVA) або двухфактарнага дысперсійнага аналізу з выкарыстаннем крытэрыя множных параўнанняў Цьюкі з узроўнем верагоднасці p < 0,05 або двухбаковага t-крытэрыя Стьюдэнта для выяўлення значных адрозненняў (*p < 0,05, * *p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001). Усе статыстычныя інтэрпрэтацыі праводзіліся з выкарыстаннем GraphPad Prism версіі 8.3.0. Асацыяцыі правяраліся з дапамогай аналізу галоўных кампанент (PCA), шматмернага статыстычнага метаду, з выкарыстаннем пакета R 34.
У папярэдняй справаздачы мы прадэманстравалі стымулюючую рост актыўнасць MiZax у канцэнтрацыях 5 і 10 мкМ у садовых раслінах і палепшылі паказчык хларафіла ў аналізе глебавых раслін (SPAD)27. Зыходзячы з гэтых вынікаў, мы выкарысталі тыя ж канцэнтрацыі для ацэнкі ўздзеяння MiZax на бульбу, важную глабальную харчовую культуру, у палявых выпрабаваннях у пустынным клімаце ў 2021 годзе. У прыватнасці, нас цікавіла, ці можа MiZax павялічыць назапашванне крухмалу, канчатковага прадукту фотасінтэзу. У цэлым, ужыванне MiZax палепшыла рост раслін бульбы ў параўнанні з гумінавай кіслатой (ГА), што прывяло да павелічэння вышыні раслін, біямасы і колькасці галін (мал. 1B). Акрамя таго, мы назіралі, што 5 мкМ MiZax3 і MiZax5 аказалі больш моцны ўплыў на павелічэнне вышыні раслін, колькасці галін і біямасы раслін у параўнанні з 10 мкМ (мал. 1B). Нараўне з паляпшэннем росту, MiZax таксама павялічыў ураджайнасць, якая вымяраецца колькасцю і вагой сабраных клубняў. Агульны станоўчы эфект быў менш выяўлены пры ўвядзенні MiZax у канцэнтрацыі 10 мкМ, што сведчыць аб тым, што гэтыя злучэнні варта ўводзіць у канцэнтрацыях ніжэй за гэту (Малюнак 1B). Акрамя таго, мы не назіралі адрозненняў ва ўсіх зарэгістраваных параметрах паміж апрацоўкай ацэтонам (малая) і вадой (кантрольная), што сведчыць аб тым, што назіраныя эфекты мадуляцыі росту не былі выкліканы растваральнікам, што адпавядае нашай папярэдняй справаздачы27.
Паколькі сезон вырошчвання бульбы ў Саудаўскай Аравіі складаецца з ранняга і позняга паспявання, мы правялі другое палявое даследаванне ў 2022 годзе, выкарыстоўваючы нізкія канцэнтрацыі (2,5 і 5 мкМ) на працягу двух сезонаў, каб ацаніць сезонны ўплыў адкрытых палёў (Дадатковы малюнак S2A). Як і чакалася, абодва прымянення 5 мкМ MiZax выклікалі стымулюючыя рост эфекты, падобныя да тых, што былі ў першым выпрабаванні: павелічэнне вышыні раслін, павелічэнне галінавання, больш высокая біямаса і павелічэнне колькасці клубняў (Малюнак 2; Дадатковы малюнак S3). Важна адзначыць, што мы назіралі значны ўплыў гэтых PGR пры канцэнтрацыі 2,5 мкМ, тады як апрацоўка GA не паказала прагназуемых эфектаў. Гэты вынік сведчыць аб тым, што MiZax можна выкарыстоўваць нават пры больш нізкіх канцэнтрацыях, чым чакалася. Акрамя таго, прымяненне MiZax таксама павялічыла даўжыню і шырыню клубняў (Дадатковы малюнак S2B). Мы таксама выявілі значнае павелічэнне вагі клубняў, але канцэнтрацыя 2,5 мкМ ужывалася толькі ў абодва сезоны пасадкі.
Фенатыпічная ацэнка ўплыву MiZax на раннеспелыя расліны бульбы ў полі KAU, праведзеная ў 2022 годзе. Дадзеныя прадстаўляюць сярэдняе значэнне ± стандартнае адхіленне. n≥15. Статыстычны аналіз быў праведзены з выкарыстаннем аднабаковага дысперсійнага аналізу (ANOVA) і post hoc тэсту Цьюкі. Зорачкі паказваюць статыстычна значныя адрозненні ў параўнанні з мадэляваннем (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, неістотна). HA – гумінавая кіслата; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5. HA – гумінавая кіслата; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Каб лепш зразумець уплыў апрацоўкі (T) і года (Y), для вывучэння іх узаемадзеяння (T x Y) быў выкарыстаны двухфактарны дысперсійны аналіз (ANOVA). Нягледзячы на тое, што ўсе біястымулятары (T) значна павялічылі вышыню і біямасу раслін бульбы, толькі MiZax3 і MiZax5 значна павялічылі колькасць і вагу клубняў, што сведчыць аб тым, што двухнакіраваныя рэакцыі клубняў бульбы на абодва MiZax былі па сутнасці падобнымі (мал. 3)). Акрамя таго, у пачатку сезона надвор'е (https://www.timeanddate.com/weather/saudi-arabia/jeddah/climate) становіцца больш гарачым (сярэдняя тэмпература 28 °C і вільготнасць 52% (2022 г.), што значна зніжае агульную біямасу клубняў (мал. 2; дадатковы мал. S3).
Вывучыце ўплыў апрацоўкі 5 мкм (T), года (Y) і іх узаемадзеяння (T x Y) на бульбу. Дадзеныя прадстаўляюць сярэдняе значэнне ± стандартнае адхіленне. n ≥ 30. Статыстычны аналіз быў праведзены з выкарыстаннем двухфактарнага дысперсійнага аналізу (ANOVA). Зорачкі паказваюць статыстычна значныя адрозненні ў параўнанні з мадэляваннем (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, неістотна). HA – гумінавая кіслата; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Аднак апрацоўка прэпаратам Myzax усё ж мела тэндэнцыю стымуляваць рост раслін з познім тэрмінам паспявання. У цэлым, нашы тры незалежныя эксперыменты без сумневу паказалі, што ўжыванне MiZax аказвае значны ўплыў на структуру расліны, павялічваючы колькасць галін. Фактычна, назіраўся значны двухбаковы ўзаемадзеянне паміж (T) і (Y) на колькасць галін пасля апрацоўкі MiZax (мал. 3). Гэты вынік адпавядае іх актыўнасці як негатыўных рэгулятараў біясінтэзу стрыгалактону (SL)26. Акрамя таго, раней мы паказалі, што апрацоўка Zaxinone выклікае назапашванне крухмалу ў каранях рысу35, што можа растлумачыць павелічэнне памеру і вагі клубняў бульбы пасля апрацоўкі MiZax, паколькі клубні ў асноўным складаюцца з крухмалу.
Пладовыя культуры з'яўляюцца важнымі эканамічнымі раслінамі. Клубніцы адчувальныя да абіятычных стрэсавых умоў, такіх як засуха і высокая тэмпература. Таму мы даследавалі ўплыў MiZax на клубніцы шляхам апырсквання лісця. Спачатку мы ўнеслі MiZax у канцэнтрацыі 10 мкМ, каб ацаніць яго ўплыў на рост клубніц (сорт Festival). Цікава, што мы назіралі, што MiZax3 значна павялічыў колькасць столонаў, што адпавядала павелічэнню галінавання, у той час як MiZax5 палепшыў хуткасць цвіцення, біямасу раслін і плошчу лісця ў цяплічных умовах (Дадатковы малюнак S4), што сведчыць аб тым, што гэтыя два злучэнні могуць біялагічна адрознівацца. Падзеі 26,27. Каб лепш зразумець іх уплыў на клубніцы ў рэальных сельскагаспадарчых умовах, мы правялі палявыя выпрабаванні, ужываючы 5 і 10 мкМ MiZax да раслін клубніц (гатунак Sweet Charlie), якія вырошчваліся ў паўпясчанай глебе ў 2021 годзе (мал. S5A). У параўнанні з GC мы не назіралі павелічэння біямасы раслін, але выявілі тэндэнцыю да павелічэння колькасці пладоў (мал. C6A-B). Аднак ужыванне MiZax прывяло да значнага павелічэння вагі аднаго пладоў і намякала на залежнасць ад канцэнтрацыі (Дадатковы малюнак S5B; Дадатковы малюнак S6B), што сведчыць пра ўплыў гэтых рэгулятараў росту раслін на якасць пладоў трускаўкі пры ўжыванні ў пустынных умовах.
Каб зразумець, ці змяняецца эфект стымуляцыі росту ў залежнасці ад тыпу гатунку, мы адабралі два камерцыйныя гатункі трускаўкі ў Саудаўскай Аравіі (Sweet Charlie і Festival) і правялі два палявыя даследаванні ў 2022 годзе з выкарыстаннем нізкіх канцэнтрацый MiZax (2,5 і 5 мкМ). Для Sweet Charlie, хоць агульная колькасць пладоў істотна не павялічылася, біямаса пладоў раслін, апрацаваных MiZax, была ў цэлым вышэйшай, а колькасць пладоў на ўчастак павялічылася пасля апрацоўкі MiZax3 (мал. 4). Гэтыя дадзеныя дадаткова сведчаць аб тым, што біялагічная актыўнасць MiZax3 і MiZax5 можа адрознівацца. Акрамя таго, пасля апрацоўкі Myzax мы назіралі павелічэнне свежай і сухой масы раслін, а таксама даўжыні парасткаў раслін. Што тычыцца колькасці столонаў і новых раслін, мы выявілі павелічэнне толькі пры 5 мкМ MiZax (мал. 4), што сведчыць аб тым, што аптымальная каардынацыя MiZax залежыць ад віду расліны.
Уплыў MiZax на структуру раслін і ўраджайнасць трускаўкі (гатунак Sweet Charlie) з палёў KAU, праведзены ў 2022 годзе. Дадзеныя прадстаўляюць сярэдняе значэнне ± стандартнае адхіленне. n ≥ 15, але колькасць пладоў на ўчастак была разлічана ў сярэднім па 15 раслінах з трох участкаў (n = 3). Статыстычны аналіз быў праведзены з выкарыстаннем аднабаковага дысперсійнага аналізу (ANOVA) і post hoc тэсту Цьюкі або двухбаковага t-крытэрыя Стьюдэнта. Зорачкі паказваюць статыстычна значныя адрозненні ў параўнанні з мадэляваннем (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, неістотна). HA – гумінавая кіслата; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Мы таксама назіралі падобную стымулюючую рост актыўнасць з пункту гледжання вагі пладоў і біямасы раслін у клубніц гатунку Фестываль (мал. 5), але не выявілі істотных адрозненняў у агульнай колькасці пладоў на расліну або на ўчастак (мал. 5). Цікава, што ўжыванне MiZax павялічыла даўжыню раслін і колькасць столонаў, што сведчыць аб тым, што гэтыя рэгулятары росту раслін могуць быць выкарыстаны для паляпшэння росту пладовых культур (мал. 5). Акрамя таго, мы вымералі некалькі біяхімічных параметраў, каб зразумець якасць пладоў двух гатункаў, сабраных з поля, але мы не атрымалі ніякіх адрозненняў паміж усімі апрацоўкамі (дадатковы малюнак S7; дадатковы малюнак S8).
Уплыў MiZax на структуру раслін і ўраджайнасць трускаўкі ў полі KAU (гатунак Festival), 2022. Дадзеныя прадстаўлены як сярэдняе значэнне ± стандартнае адхіленне. n ≥ 15, але колькасць пладоў на ўчастак была разлічана ў сярэднім па 15 раслінах з трох участкаў (n = 3). Статыстычны аналіз быў праведзены з выкарыстаннем аднабаковага дысперсійнага аналізу (ANOVA) і post hoc тэсту Цьюкі або двухбаковага t-крытэрыя Стьюдэнта. Зорачкі паказваюць статыстычна значныя адрозненні ў параўнанні з мадэляваннем (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, неістотна). HA – гумінавая кіслата; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
У нашых даследаваннях на клубніцах біялагічная актыўнасць MiZax3 і MiZax5 аказалася рознай. Спачатку мы вывучылі ўплыў апрацоўкі (T) і года (Y) на адзін і той жа гатунак (Sweet Charlie) з дапамогай двухфактарнага ANOVA для вызначэння іх узаемадзеяння (T x Y). Адпаведна, HA не паўплывала на гатунак клубніц (Sweet Charlie), у той час як 5 мкМ MiZax3 і MiZax5 значна павялічылі біямасу раслін і пладоў (мал. 6), што сведчыць аб тым, што двухбаковыя ўзаемадзеянні двух MiZax вельмі падобныя ў стымуляванні вытворчасці клубніц.
Ацаніце ўплыў апрацоўкі 5 мкМ (T), года (Y) і іх узаемадзеяння (T x Y) на клубніцы (гатунак Sweet Charlie). Дадзеныя прадстаўляюць сярэдняе значэнне ± стандартнае адхіленне. n ≥ 30. Статыстычны аналіз быў праведзены з выкарыстаннем двухфактарнага дысперсійнага аналізу (ANOVA). Зорачкі паказваюць статыстычна значныя адрозненні ў параўнанні з мадэляваннем (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, неістотна). HA – гумінавая кіслата; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Акрамя таго, улічваючы, што актыўнасць MiZax на двух гатунках некалькі адрознівалася (мал. 4; мал. 5), мы правялі двухфактарны ANOVA, параўноўваючы апрацоўку (T) і два гатункі (C). Па-першае, ніякая апрацоўка не паўплывала на колькасць пладоў на ўчастак (мал. 7), што сведчыць аб адсутнасці значнага ўзаемадзеяння паміж (T x C) і сведчыць аб тым, што ні MiZax, ні HA не ўносяць уклад у агульную колькасць пладоў. Наадварот, MiZax (але не HA) значна павялічыў масу раслін, масу пладоў, столоны і новыя расліны (мал. 7), што паказвае на тое, што MiZax3 і MiZax5 значна спрыяюць росту розных гатункаў раслін трускаўкі. Зыходзячы з двухфактарнага ANOVA (T x Y) і (T x C), мы можам зрабіць выснову, што стымулюючая рост актыўнасць MiZax3 і MiZax5 у палявых умовах вельмі падобная і паслядоўная.
Ацэнка апрацоўкі трускаўкі прэпаратам 5 мкМ (T), двух гатункаў (C) і іх узаемадзеяння (T x C). Дадзеныя прадстаўляюць сярэдняе значэнне ± стандартнае адхіленне. n ≥ 30, але колькасць пладоў на ўчастак была разлічана ў сярэднім па 15 раслінах з трох участкаў (n = 6). Статыстычны аналіз быў праведзены з выкарыстаннем двухфактарнага дысперсійнага аналізу (ANOVA). Зорачкі паказваюць статыстычна значныя адрозненні ў параўнанні з мадэляваннем (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, неістотна). HA – гумінавая кіслата; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Нарэшце, мы выкарысталі аналіз галоўных кампанент (PCA) для ацэнкі ўплыву ўжытых злучэнняў на бульбу (T x Y) і клубніцы (T x C). Гэтыя лічбы паказваюць, што апрацоўка HA падобная да ацэтону ў бульбе або вады ў клубніцах (малюнак 8), што сведчыць пра адносна невялікі станоўчы ўплыў на рост раслін. Цікава, што агульны эфект MiZax3 і MiZax5 паказаў аднолькавае размеркаванне ў бульбе (малюнак 8A), тады як размеркаванне гэтых двух злучэнняў у клубніцах было розным (малюнак 8B). Нягледзячы на тое, што MiZax3 і MiZax5 паказалі пераважна станоўчае размеркаванне ў росце і ўраджайнасці раслін, аналіз PCA паказаў, што актыўнасць рэгуляцыі росту можа таксама залежыць ад віду раслін.
Аналіз галоўных кампанент (ГАК) (А) бульбы (Т x Y) і (Б) трускаўкі (Т x C). Дыяграмы ацэнкі для абедзвюх груп. Лінія, якая злучае кожны кампанент, вядзе да цэнтра кластара.
Карацей кажучы, на падставе нашых пяці незалежных палявых даследаванняў двух каштоўных культур і ў адпаведнасці з нашымі папярэднімі справаздачамі з 2020 па 2022 год26, MiZax3 і MiZax5 з'яўляюцца перспектыўнымі рэгулятарамі росту раслін, якія могуць палепшыць рост раслін розных культур, у тым ліку збожжавых, драўняных раслін (фінікавых пальмаў) і садовых пладовых культур26,27. Нягледзячы на тое, што малекулярныя механізмы, якія выходзяць за рамкі іх біялагічнай актыўнасці, застаюцца няўлоўнымі, яны маюць вялікі патэнцыял для палявога прымянення. Самае лепшае, што ў параўнанні з гумінавай кіслатой MiZax ужываецца ў значна меншых колькасцях (на мікрамалярным або міліграмавым узроўні), і станоўчыя эфекты больш выяўленыя. Таму мы ацэньваем дозу MiZax3 на адно ўнясенне (ад нізкай да высокай канцэнтрацыі): 3, 6 або 12 г/га, а дозу MiZx5: 4, 7 або 13 г/га, што робіць гэтыя рэгулятары росту раслін карыснымі для павышэння ўраджайнасці. Цалкам выканальна.
Час публікацыі: 15 сакавіка 2024 г.