थियोरिया र आर्जिनिनले सिनर्जस्टिक रूपमा रेडक्स होमियोस्टेसिस र आयन सन्तुलन कायम राख्छन्, गहुँमा नुनको तनाव कम गर्छन्।

बिरुवा वृद्धि नियामकहरू (PGRs)तनावपूर्ण अवस्थामा बिरुवाको प्रतिरक्षा बढाउने लागत-प्रभावी तरिका हो। यस अध्ययनले दुईको क्षमताको अनुसन्धान गर्‍योपीजीआरहरू, थियोरिया (TU) र आर्जिनिन (Arg), गहुँमा नुनको तनाव कम गर्न। परिणामहरूले देखाए कि TU र Arg, विशेष गरी जब सँगै प्रयोग गरिन्छ, नुनको तनावमा बिरुवाको वृद्धिलाई नियमित गर्न सक्छ। तिनीहरूको उपचारले गहुँको बिरुवामा प्रतिक्रियाशील अक्सिजन प्रजाति (ROS), मालोन्डियाल्डिहाइड (MDA), र सापेक्ष इलेक्ट्रोलाइट चुहावट (REL) को स्तर घटाउँदै एन्टिअक्सिडेन्ट इन्जाइमहरूको गतिविधिलाई उल्लेखनीय रूपमा बढायो। थप रूपमा, यी उपचारहरूले Na+ र Ca2+ सांद्रता र Na+/K+ अनुपातलाई उल्लेखनीय रूपमा घटायो, जबकि K+ सांद्रतालाई उल्लेखनीय रूपमा बढायो, जसले गर्दा आयन-ओस्मोटिक सन्तुलन कायम रह्यो। अझ महत्त्वपूर्ण कुरा, TU र Arg ले नुनको तनावमा गहुँको बिरुवाको क्लोरोफिल सामग्री, शुद्ध प्रकाश संश्लेषण दर, र ग्यास विनिमय दरलाई उल्लेखनीय रूपमा बढायो। TU र Arg ले एक्लै वा संयोजनमा प्रयोग गर्दा सुख्खा पदार्थ संचय 9.03–47.45% ले बढाउन सक्छ, र जब तिनीहरू सँगै प्रयोग गरिन्छ तब वृद्धि सबैभन्दा बढी थियो। निष्कर्षमा, यस अध्ययनले हाइलाइट गर्दछ कि नुन तनावमा बिरुवा सहनशीलता बढाउनको लागि रेडक्स होमियोस्टेसिस र आयन सन्तुलन कायम राख्नु महत्त्वपूर्ण छ। थप रूपमा, TU र Arg लाई सम्भावित रूपमा सिफारिस गरिएको थियो।बिरुवा वृद्धि नियामकहरू,विशेष गरी गहुँको उत्पादन बढाउनको लागि सँगै प्रयोग गर्दा।
जलवायु र कृषि अभ्यासहरूमा द्रुत परिवर्तनले कृषि पारिस्थितिक प्रणालीको ह्रास बढाइरहेको छ। सबैभन्दा गम्भीर परिणामहरू मध्ये एक जमिनको नुनिकीकरण हो, जसले विश्वव्यापी खाद्य सुरक्षालाई खतरामा पार्छ। नुनिकीकरणले हाल विश्वभरको कृषियोग्य जमिनको लगभग २०% लाई असर गर्छ, र यो संख्या २०५०३ सम्ममा ५०% सम्म बढ्न सक्छ। नुन-क्षार तनावले बालीको जरामा ओस्मोटिक तनाव निम्त्याउन सक्छ, जसले बोटमा आयनिक सन्तुलनलाई बाधा पुर्‍याउँछ। यस्ता प्रतिकूल परिस्थितिहरूले द्रुत क्लोरोफिल ब्रेकडाउन, प्रकाश संश्लेषण दरमा कमी, र चयापचय गडबडी पनि निम्त्याउन सक्छ, जसले अन्ततः बोटको उत्पादनमा कमी ल्याउँछ। यसबाहेक, एउटा सामान्य गम्भीर प्रभाव प्रतिक्रियाशील अक्सिजन प्रजातिहरू (ROS) को बढ्दो उत्पादन हो, जसले DNA, प्रोटीन र लिपिडहरू सहित विभिन्न जैविक अणुहरूलाई अक्सिडेटिभ क्षति पुर्‍याउन सक्छ।
गहुँ (ट्रिटिकम एस्टिभम) संसारको सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण अन्नबालीहरू मध्ये एक हो। यो सबैभन्दा धेरै उब्जाउने अन्नबाली मात्र होइन तर एक महत्त्वपूर्ण व्यावसायिक बाली पनि हो। यद्यपि, गहुँ नुनको लागि संवेदनशील हुन्छ, जसले यसको वृद्धिलाई रोक्न सक्छ, यसको शारीरिक र जैव रासायनिक प्रक्रियाहरूमा बाधा पुर्‍याउन सक्छ, र यसको उत्पादनलाई उल्लेखनीय रूपमा घटाउन सक्छ। नुनको तनावको प्रभावलाई कम गर्ने मुख्य रणनीतिहरूमा आनुवंशिक परिमार्जन र बिरुवा वृद्धि नियामकहरूको प्रयोग समावेश छ। आनुवंशिक रूपमा परिमार्जित जीवहरू (GM) नुन-सहिष्णु गहुँ प्रजातिहरू विकास गर्न जीन सम्पादन र अन्य प्रविधिहरूको प्रयोग हो9,10। अर्कोतर्फ, बिरुवा वृद्धि नियामकहरूले शारीरिक गतिविधिहरू र नुन-सम्बन्धित पदार्थहरूको स्तरलाई नियमन गरेर गहुँमा नुन सहनशीलता बढाउँछन्, जसले गर्दा तनाव क्षति कम हुन्छ11। यी नियामकहरू सामान्यतया ट्रान्सजेनिक दृष्टिकोणहरू भन्दा बढी स्वीकृत र व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। तिनीहरूले लवणता, खडेरी र भारी धातुहरू जस्ता विभिन्न अजैविक तनावहरूमा बिरुवा सहनशीलता बढाउन सक्छन्, र बीउ अंकुरण, पोषक तत्वको सेवन र प्रजनन वृद्धिलाई बढावा दिन सक्छन्, जसले गर्दा बाली उत्पादन र गुणस्तर बढ्छ। १२ बिरुवा वृद्धि नियामकहरू बाली वृद्धि सुनिश्चित गर्न र उत्पादन र गुणस्तर कायम राख्न महत्त्वपूर्ण छन् किनभने तिनीहरूको वातावरणीय मैत्री, प्रयोगमा सहजता, लागत-प्रभावकारिता र व्यावहारिकता छ। १३ यद्यपि, यी मोड्युलेटरहरूमा कार्यको समान संयन्त्रहरू भएकाले, तिनीहरूमध्ये एक मात्र प्रयोग गर्नु प्रभावकारी नहुन सक्छ। प्रतिकूल परिस्थितिहरूमा गहुँको प्रजनन, उत्पादन बढाउन र खाद्य सुरक्षा सुनिश्चित गर्न गहुँमा नुन सहनशीलता सुधार गर्न सक्ने वृद्धि नियामकहरूको संयोजन खोज्नु महत्त्वपूर्ण छ।
TU र Arg को संयुक्त प्रयोगको अनुसन्धान गर्ने कुनै अध्ययनहरू छैनन्। यो नवीन संयोजनले नुनको तनावमा गहुँको वृद्धिलाई synergistically बढावा दिन सक्छ कि सक्दैन भन्ने कुरा स्पष्ट छैन। त्यसकारण, यस अध्ययनको उद्देश्य यी दुई वृद्धि नियामकहरूले गहुँमा नुनको तनावको प्रतिकूल प्रभावहरूलाई synergistically कम गर्न सक्छन् कि सक्दैनन् भनेर निर्धारण गर्नु थियो। यस उद्देश्यका लागि, हामीले बिरुवाहरूको रेडक्स र आयनिक सन्तुलनमा ध्यान केन्द्रित गर्दै, नुनको तनावमा गहुँमा TU र Arg को संयुक्त प्रयोगको फाइदाहरूको अनुसन्धान गर्न छोटो अवधिको हाइड्रोपोनिक गहुँको बिरुवा प्रयोग सञ्चालन गर्यौं। हामीले परिकल्पना गर्यौं कि TU र Arg को संयोजनले नुनको तनाव-प्रेरित अक्सिडेटिभ क्षति कम गर्न र आयनिक असंतुलन व्यवस्थापन गर्न synergistically काम गर्न सक्छ, जसले गर्दा गहुँमा नुनको सहनशीलता बढ्छ।
नमूनाहरूको MDA सामग्री थायोबार्बिट्युरिक एसिड विधिद्वारा निर्धारण गरिएको थियो। ताजा नमूना पाउडरको ०.१ ग्राम तौल गर्नुहोस्, १० मिनेटको लागि १ मिलीलीटर १०% ट्राइक्लोरोएसेटिक एसिडको साथ अर्क, २० मिनेटको लागि १०,००० ग्राममा सेन्ट्रीफ्यूज गर्नुहोस्, र सुपरनेट्यान्ट सङ्कलन गर्नुहोस्। अर्कलाई ०.७५% थायोबार्बिट्युरिक एसिडको बराबर मात्रामा मिसाइएको थियो र १०० डिग्री सेल्सियसमा १५ मिनेटको लागि इन्क्युबेट गरिएको थियो। इन्क्युबेशन पछि, सुपरनेट्यान्टलाई सेन्ट्रीफ्यूगेसनद्वारा सङ्कलन गरिएको थियो, र ४५० एनएम, ५३२ एनएम, र ६०० एनएममा OD मानहरू मापन गरिएको थियो। MDA सांद्रता निम्नानुसार गणना गरिएको थियो:
३-दिनको उपचार जस्तै, Arg र Tu को प्रयोगले ६-दिनको उपचार अन्तर्गत गहुँको बिरुवाको एन्टिअक्सिडेन्ट इन्जाइम गतिविधिमा उल्लेखनीय वृद्धि गर्‍यो। TU र Arg को संयोजन अझै पनि सबैभन्दा प्रभावकारी थियो। यद्यपि, उपचार पछि ६ दिनमा, विभिन्न उपचार अवस्थाहरूमा चार एन्टिअक्सिडेन्ट इन्जाइमहरूको गतिविधिले उपचार पछि ३ दिनको तुलनामा घट्दो प्रवृत्ति देखायो (चित्र ६)।
प्रकाश संश्लेषण बिरुवाहरूमा सुख्खा पदार्थ जम्मा हुने आधार हो र क्लोरोप्लास्टहरूमा हुन्छ, जुन नुनप्रति अत्यन्तै संवेदनशील हुन्छन्। नुनको तनावले प्लाज्मा झिल्लीको अक्सिडेशन, सेलुलर ओस्मोटिक सन्तुलनमा बाधा, क्लोरोप्लास्ट अल्ट्रास्ट्रक्चरमा क्षति पुर्‍याउन सक्छ36, क्लोरोफिलको क्षय निम्त्याउन सक्छ, क्याल्भिन चक्र इन्जाइमहरू (रुबिस्को सहित) को गतिविधि घटाउन सक्छ, र PS II बाट PS I37 मा इलेक्ट्रोन स्थानान्तरण घटाउन सक्छ। थप रूपमा, नुनको तनावले स्टोमेटल बन्द हुन सक्छ, जसले गर्दा पातको CO2 सांद्रता घट्छ र प्रकाश संश्लेषणलाई रोक्छ38। हाम्रा नतिजाहरूले अघिल्ला निष्कर्षहरूलाई पुष्टि गरे कि नुनको तनावले गहुँमा स्टोमेटल चालकता घटाउँछ, जसले गर्दा पातको बाष्पोत्सर्जन दर र इन्ट्रासेल्युलर CO2 सांद्रतामा कमी आउँछ, जसले अन्ततः प्रकाश संश्लेषण क्षमतामा कमी र गहुँको बायोमास घटाउँछ (चित्र 1 र 3)। उल्लेखनीय रूपमा, TU र Arg प्रयोगले नुन तनाव अन्तर्गत गहुँको बिरुवाहरूको प्रकाश संश्लेषण दक्षता बढाउन सक्छ। TU र Arg एकैसाथ लागू गर्दा प्रकाश संश्लेषण दक्षतामा सुधार विशेष गरी महत्त्वपूर्ण थियो (चित्र 3)। यो TU र Arg ले स्टोमेटल खोल्ने र बन्द गर्ने नियमन गर्ने तथ्यको कारणले हुन सक्छ, जसले गर्दा प्रकाश संश्लेषण दक्षता बढ्छ, जुन अघिल्ला अध्ययनहरूले समर्थन गर्दछ। उदाहरणका लागि, बेन्कार्टी एट अलले पत्ता लगाए कि नुनको तनावमा, TU ले एट्रिप्लेक्स पोर्टुलाकोइड्स L.39 मा स्टोमेटल चालकता, CO2 आत्मसात दर, र PSII फोटोकेमिस्ट्रीको अधिकतम क्वान्टम दक्षतामा उल्लेखनीय वृद्धि गर्‍यो। यद्यपि त्यहाँ कुनै प्रत्यक्ष रिपोर्टहरू छैनन् कि Arg ले नुनको तनावमा परेका बिरुवाहरूमा स्टोमेटल खोल्ने र बन्द गर्ने नियमन गर्न सक्छ, सिल्भेरा एट अलले संकेत गरे कि Arg ले खडेरीको अवस्थामा पातहरूमा ग्यास आदानप्रदानलाई बढावा दिन सक्छ।
संक्षेपमा, यस अध्ययनले हाइलाइट गर्दछ कि तिनीहरूको कार्य संयन्त्र र भौतिक-रासायनिक गुणहरूको फरक-फरक संयन्त्रको बावजुद, TU र Arg ले गहुँको बिरुवामा NaCl तनावको तुलनात्मक प्रतिरोध प्रदान गर्न सक्छन्, विशेष गरी जब सँगै प्रयोग गरिन्छ। TU र Arg को प्रयोगले गहुँको बिरुवाको एन्टिअक्सिडेन्ट इन्जाइम प्रतिरक्षा प्रणाली सक्रिय गर्न सक्छ, ROS सामग्री घटाउन सक्छ, र झिल्ली लिपिडहरूको स्थिरता कायम राख्न सक्छ, जसले गर्दा बिरुवामा प्रकाश संश्लेषण र Na+/K+ सन्तुलन कायम रहन्छ। यद्यपि, यस अध्ययनमा पनि सीमितताहरू छन्; यद्यपि TU र Arg को सिनर्जिस्टिक प्रभाव पुष्टि गरिएको थियो र यसको शारीरिक संयन्त्र केही हदसम्म व्याख्या गरिएको थियो, अधिक जटिल आणविक संयन्त्र अस्पष्ट रहन्छ। त्यसकारण, ट्रान्सक्रिप्टोमिक, मेटाबोलोमिक र अन्य विधिहरू प्रयोग गरेर TU र Arg को सिनर्जिस्टिक संयन्त्रको थप अध्ययन आवश्यक छ।
हालको अध्ययनको क्रममा प्रयोग गरिएका र/वा विश्लेषण गरिएका डेटासेटहरू सम्बन्धित लेखकबाट उचित अनुरोधमा उपलब्ध छन्।