Triacontanol reguliert die Toleranz von Gurken gegenüber Salzstress, indem es den physiologischen und biochemischen Status der Pflanzenzellen verändert.

Fast 7,0 % der gesamten Landfläche der Welt sind von Salzgehalt betroffen1, was bedeutet, dass mehr als 900 Millionen Hektar Land auf der Welt sowohl von Salzgehalt als auch von Natriumsalzgehalt2 betroffen sind, was 20 % des Kulturlandes und 10 % des bewässerten Landes ausmacht. nimmt die Hälfte der Fläche ein und hat einen höheren Salzgehalt3. Versalzte Böden sind ein großes Problem für die pakistanische Landwirtschaft4,5. Davon sind derzeit etwa 6,3 Millionen Hektar oder 14 % der bewässerten Fläche von Versalzung betroffen6.
Abiotischer Stress kann sich verändernPflanzenwachstumshormonReaktion, was zu einem verringerten Pflanzenwachstum und einem geringeren Endertrag führte7. Wenn Pflanzen Salzstress ausgesetzt sind, wird das Gleichgewicht zwischen der Produktion reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) und der löschenden Wirkung antioxidativer Enzyme gestört, was dazu führt, dass Pflanzen unter oxidativem Stress leiden8. Pflanzen mit höheren Konzentrationen an antioxidativen Enzymen (sowohl konstitutive als auch induzierbare) verfügen über eine gesunde Resistenz gegen oxidative Schäden, wie z. B. Superoxiddismutase (SOD), Guajakolperoxidase (POD), Peroxidase-Katalase (CAT), Ascorbatperoxidase (APOX) und Glutathionreduktase (GR) kann die Salztoleranz von Pflanzen unter Salzstress verbessern9. Darüber hinaus wurde berichtet, dass Phytohormone eine regulierende Rolle beim Wachstum und der Entwicklung von Pflanzen, beim programmierten Zelltod und beim Überleben unter sich ändernden Umweltbedingungen spielen10. Triacontanol ist ein gesättigter primärer Alkohol, der Bestandteil des epidermalen Pflanzenwachses ist und pflanzenwachstumsfördernde Eigenschaften11,12 sowie wachstumsfördernde Eigenschaften in geringen Konzentrationen13 aufweist. Die Blattanwendung kann den Status der photosynthetischen Pigmente, die Anreicherung gelöster Stoffe, das Wachstum und die Biomasseproduktion in Pflanzen erheblich verbessern14,15. Die Blattanwendung von Triacontanol kann die Stresstoleranz von Pflanzen verbessern16, indem es die Aktivität mehrerer antioxidativer Enzyme17 reguliert, den osmoprotektiven Gehalt von Pflanzenblattgeweben11,18,19 erhöht und die Aufnahmereaktion der essentiellen Mineralien K+ und Ca2+, jedoch nicht von Na+, verbessert. 14 Darüber hinaus produziert Triacontanol unter Stressbedingungen mehr reduzierende Zucker, lösliche Proteine ​​und Aminosäuren20,21,22.
Gemüse ist reich an sekundären Pflanzenstoffen und Nährstoffen und für viele Stoffwechselprozesse im menschlichen Körper unerlässlich23. Die Gemüseproduktion ist durch den zunehmenden Salzgehalt des Bodens bedroht, insbesondere auf bewässerten Agrarflächen, die 40,0 % der weltweiten Nahrungsmittel produzieren24. Gemüsepflanzen wie Zwiebeln, Gurken, Auberginen, Paprika und Tomaten reagieren empfindlich auf Salzgehalt25 und Gurken sind weltweit ein wichtiges Gemüse für die menschliche Ernährung26. Salzstress hat einen erheblichen Einfluss auf die Wachstumsrate von Gurken, jedoch führen Salzgehalte über 25 mM zu einer Ertragsminderung von bis zu 13 %27,28. Die schädlichen Auswirkungen des Salzgehalts auf Gurken führen zu einem verminderten Pflanzenwachstum und -ertrag5,29,30. Ziel dieser Studie war es daher, die Rolle von Triacontanol bei der Linderung von Salzstress bei Gurkengenotypen zu bewerten und die Fähigkeit von Triacontanol zur Förderung von Pflanzenwachstum und -produktivität zu bewerten. Diese Informationen sind auch für die Entwicklung geeigneter Strategien für salzhaltige Böden von entscheidender Bedeutung. Darüber hinaus haben wir die Veränderungen der Ionenhomöostase in Gurkengenotypen unter NaCl-Stress bestimmt.
Wirkung von Triacontanol auf anorganische osmotische Regulatoren in Blättern von vier Gurkengenotypen unter Normal- und Salzstress.
Bei der Aussaat von Gurkengenotypen unter Salzstressbedingungen waren die Gesamtfruchtzahl und das durchschnittliche Fruchtgewicht deutlich reduziert (Abb. 4). Diese Verringerungen waren bei den Genotypen Summer Green und 20252 stärker ausgeprägt, während Marketmore und Green Long nach der Salzgehaltsbelastung die höchste Fruchtzahl und das höchste Fruchtgewicht beibehielten. Die Blattanwendung von Triacontanol reduzierte die negativen Auswirkungen von Salzstress und erhöhte die Anzahl und das Gewicht der Früchte bei allen untersuchten Genotypen. Allerdings produzierte mit Triacontanol behandeltes Marketmore im Vergleich zu unbehandelten Pflanzen unter gestressten und kontrollierten Bedingungen die höchste Fruchtzahl mit einem höheren Durchschnittsgewicht. Summer Green und 20252 hatten den höchsten Gehalt an löslichen Feststoffen in Gurkenfrüchten und schnitten im Vergleich zu den Genotypen Marketmore und Green Long, die die niedrigste Gesamtkonzentration an löslichen Feststoffen aufwiesen, schlecht ab.
Einfluss von Triacontanol auf den Ertrag von vier Gurkengenotypen unter normalen und Salzstressbedingungen.
Die optimale Konzentration von Triacontanol betrug 0,8 mg/l, was es ermöglichte, die tödlichen Wirkungen der untersuchten Genotypen unter Salzstress- und Nichtstressbedingungen abzuschwächen. Allerdings war die Wirkung von Triacontanol auf Green-Long und Marketmore deutlicher. Angesichts des Salztoleranzpotenzials dieser Genotypen und der Wirksamkeit von Triacontanol bei der Milderung der Auswirkungen von Salzstress kann der Anbau dieser Genotypen auf salzhaltigen Böden mit Blattbesprühung mit Triacontanol empfohlen werden.