İklim değişikliği ve hızlı nüfus artışı küresel gıda güvenliği için temel zorluklar haline geldi. Umut vadeden bir çözüm,bitki büyüme düzenleyicileri(PGR'ler) ürün verimini artırmak ve çöl iklimleri gibi elverişsiz yetiştirme koşullarının üstesinden gelmek için. Son zamanlarda, karotenoid zaxinone ve iki analoğu (MiZax3 ve MiZax5), sera ve tarla koşullarında tahıl ve sebze ürünlerinde ümit verici büyümeyi teşvik edici aktivite göstermiştir. Burada, farklı MiZax3 ve MiZax5 konsantrasyonlarının (2021'de 5 μM ve 10 μM; 2022'de 2,5 μM ve 5 μM) Kamboçya'daki iki yüksek değerli sebze ürününün: patates ve çileklerin büyümesi ve verimi üzerindeki etkilerini daha ayrıntılı olarak araştırdık. Arabistan. 2021'den 2022'ye kadar yapılan beş bağımsız saha denemesinde, her iki MiZax'ın uygulanması bitki agronomik özelliklerini, verim bileşenlerini ve genel verimi önemli ölçüde iyileştirdi. MiZax'ın humik asitten (burada karşılaştırma için kullanılan yaygın olarak kullanılan bir ticari bileşik) çok daha düşük dozlarda kullanıldığını belirtmekte fayda var. Sonuçlarımız, MiZax'ın çöl koşullarında ve nispeten düşük konsantrasyonlarda bile sebze bitkilerinin büyümesini ve verimini teşvik etmek için kullanılabilecek çok ümit verici bir bitki büyüme düzenleyicisi olduğunu göstermektedir.
Birleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Örgütü'ne (FAO) göre, büyüyen küresel nüfusu beslemek için gıda üretim sistemlerimiz 2050 yılına kadar neredeyse üç katına çıkmalıdır (FAO: Dünya 2050 yılına kadar %70 daha fazla gıdaya ihtiyaç duyacak1). Aslında, hızlı nüfus artışı, kirlilik, zararlı böcek hareketleri ve özellikle iklim değişikliğinin neden olduğu yüksek sıcaklıklar ve kuraklıklar, küresel gıda güvenliğinin karşı karşıya olduğu zorluklardır2. Bu bağlamda, optimum olmayan koşullarda tarımsal ürünlerin brüt verimini artırmak, bu acil soruna yönelik tartışmasız çözümlerden biridir. Ancak, bitki büyümesi ve gelişimi esas olarak topraktaki besin maddelerinin mevcudiyetine bağlıdır ve kuraklık, tuzluluk veya biyotik stres3,4,5 gibi olumsuz çevresel faktörler tarafından ciddi şekilde kısıtlanır. Bu stresler, ürünlerin sağlığını ve gelişimini olumsuz etkileyebilir ve sonuçta ürün veriminin azalmasına yol açabilir6. Ayrıca, sınırlı tatlı su kaynakları ürün sulamasını ciddi şekilde etkilerken, küresel iklim değişikliği kaçınılmaz olarak ekilebilir arazi alanını azaltır ve sıcak hava dalgaları gibi olaylar ürün verimliliğini düşürür7,8. Yüksek sıcaklıklar, Suudi Arabistan da dahil olmak üzere dünyanın birçok yerinde yaygındır. Biyostimülanların veya bitki büyüme düzenleyicilerinin (BGD) kullanımı, büyüme döngüsünü kısaltmak ve mahsul verimini artırmak için faydalıdır. Mahsul toleransını iyileştirebilir ve bitkilerin olumsuz büyüme koşullarıyla başa çıkmasını sağlayabilir9. Bu bağlamda, bitki büyümesini ve üretkenliğini iyileştirmek için biyostimülanların ve bitki büyüme düzenleyicilerinin optimum konsantrasyonlarda kullanılması mümkündür10,11.
Karotenoidler, fitohormonlar absisik asit (ABA) ve strigolakton (SL)12,13,14 ve yakın zamanda keşfedilen büyüme düzenleyicileri zaxinone, anorene ve siklositral15,16,17,18,19 için öncül görevi gören tetraterpenoidlerdir. Ancak, karotenoid türevleri de dahil olmak üzere çoğu gerçek metabolitin sınırlı doğal kaynakları vardır ve/veya kararsızdır, bu da bunların bu alanda doğrudan uygulanmasını zorlaştırır. Bu nedenle, son birkaç yılda, birkaç ABA ve SL analogu/taklidi geliştirilmiş ve tarımsal uygulamalar için test edilmiştir20,21,22,23,24,25. Benzer şekilde, yakın zamanda şeker metabolizmasını artırarak ve pirinç köklerinde SL homeostazını düzenleyerek etkilerini gösterebilen bir büyümeyi teşvik eden metabolit olan zaxinone'un (MiZax) taklitlerini geliştirdik19,26. Zaxinone 3 (MiZax3) ve MiZax5'in taklitleri (kimyasal yapıları Şekil 1A'da gösterilmiştir) hidroponik olarak ve toprakta yetiştirilen yabani tip pirinç bitkilerinde zaxinone ile karşılaştırılabilir biyolojik aktivite göstermiştir26. Dahası, domates, hurma, yeşil biber ve balkabağının zaxinone, MiZax3 ve MiZx5 ile işlenmesi, sera ve açık alan koşullarında bitki büyümesini ve üretkenliğini, yani biber verimini ve kalitesini iyileştirmiştir, bu da biyostimülan olarak rollerini ve PGR kullanımını göstermektedir27. İlginç bir şekilde, MiZax3 ve MiZax5 ayrıca yüksek tuzluluk koşullarında yetiştirilen yeşil biberin tuz toleransını iyileştirmiştir ve MiZax3, çinko içeren metal-organik çerçevelerle kapsüllendiğinde meyvenin çinko içeriğini artırmıştır7,28.
(A) MiZax3 ve MiZax5'in kimyasal yapısı. (B) Açık tarla koşullarında patates bitkilerine 5 µM ve 10 µM konsantrasyonlarında MZ3 ve MZ5'in yaprak püskürtmesinin etkisi. Deney 2021 yılında gerçekleştirilecektir. Veriler ortalama ± SS olarak sunulmaktadır. n≥15. İstatistiksel analiz, tek yönlü varyans analizi (ANOVA) ve Tukey'in post hoc testi kullanılarak yapılmıştır. Yıldız işaretleri simülasyona kıyasla istatistiksel olarak anlamlı farklılıkları göstermektedir (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, anlamlı değil). HA – humik asit; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5. HA – humik asit; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Bu çalışmada, MiZax'ı (MiZax3 ve MiZax5) üç yaprak konsantrasyonunda (2021'de 5 µM ve 10 µM ve 2022'de 2,5 µM ve 5 µM) değerlendirdik ve bunları patates (Solanum tuberosum L) ile karşılaştırdık. Ticari büyüme düzenleyici humik asit (HA), 2021 ve 2022'de çilek sera denemelerinde ve tipik bir çöl iklimi bölgesi olan Suudi Arabistan Krallığı'nda dört tarla denemesinde çilekle (Fragaria ananassa) karşılaştırıldı. HA, toprak besin kullanımını artırmak ve hormonal homeostazı düzenleyerek ürün büyümesini teşvik etmek dahil olmak üzere birçok yararlı etkiye sahip yaygın olarak kullanılan bir biyostimülan olmasına rağmen, sonuçlarımız MiZax'ın HA'dan üstün olduğunu göstermektedir.
Diamond çeşidindeki patates yumruları, Suudi Arabistan, Cidde'deki Jabbar Nasser Al Bishi Trading Company'den satın alındı. İki çilek çeşidi olan "Sweet Charlie" ve "Festival"in fideleri ve humik asit, Suudi Arabistan, Riyad'daki Modern Agritech Company'den satın alındı. Bu çalışmada kullanılan tüm bitki materyalleri, Tehlike Altındaki Türleri İçeren Araştırmalar Hakkında IUCN Politika Beyanı ve Tehlike Altındaki Yabani Hayvan ve Bitki Türlerinin Ticaretine İlişkin Sözleşme ile uyumludur.
Deney alanı Suudi Arabistan'ın Hada Al-Sham kentinde (21°48′3″K, 39°43′25″D) yer almaktadır. Toprak kumlu tınlı, pH 7,8, EC 1,79 dcm-130'dur. Toprak özellikleri Ek Tablo S1'de gösterilmiştir.
Çilek (Fragaria x ananassa D. var. Festival) fideleri 3 gerçek yapraklı aşamada sera koşullarında büyüme özellikleri ve çiçeklenme süresi üzerine 10 μM MiZax3 ve MiZax5 yaprak püskürtmesinin etkisini değerlendirmek amacıyla üç gruba ayrılmıştır. Yapraklara su püskürtme (0,1% aseton içeren) modelleme uygulaması olarak kullanılmıştır. MiZax yaprak püskürtmeleri birer haftalık aralıklarla 7 kez uygulanmıştır. Sırasıyla 15 ve 28 Eylül 2021 tarihlerinde iki bağımsız deney yürütülmüştür. Her bir bileşiğin başlangıç dozu 50 ml olup, daha sonra kademeli olarak 250 ml'lik son doza çıkarılmıştır. İki ardışık hafta boyunca her gün çiçekli bitki sayısı kaydedilmiş ve çiçeklenme oranı dördüncü haftanın başında hesaplanmıştır. Büyüme özelliklerini belirlemek amacıyla büyüme evresinin sonunda ve üreme evresinin başında yaprak sayısı, bitki yaş ve kuru ağırlığı, toplam yaprak alanı ve bitki başına stolon sayısı ölçülmüştür. Yaprak alanı, yaprak alan ölçer kullanılarak ölçüldü ve taze örnekler 100°C'lik bir fırında 48 saat kurutuldu.
İki tarla denemesi gerçekleştirildi: erken ve geç sürüm. “Diamant” çeşidinin patates yumruları, sırasıyla erken ve geç olgunlaşma dönemleriyle Kasım ve Şubat aylarında ekilir. Biyostimülanlar (MiZax-3 ve -5), 5,0 ve 10,0 µM (2021) ve 2,5 ve 5,0 µM (2022) konsantrasyonlarında uygulanır. Haftada 8 kez humik asit (HA) 1 g/l püskürtün. Negatif kontrol olarak su veya aseton kullanıldı. Tarla test tasarımı (Ek Şekil S1)'de gösterilmiştir. Tarla deneylerini yürütmek için 2,5 m × 3,0 m'lik bir arsa alanına sahip rastgele tam blok tasarımı (RCBD) kullanıldı. Her uygulama, bağımsız tekrarlar halinde üç kez tekrarlandı. Her arsa arasındaki mesafe 1,0 m ve her blok arasındaki mesafe 2,0 m'dir. Bitkiler arasındaki mesafe 0,6 m, sıralar arasındaki mesafe 1 m'dir. Patates bitkileri her damlalık başına 3,4 l oranında damlama yoluyla günlük olarak sulandı. Sistem bitkilere su sağlamak için her seferinde 10 dakika olmak üzere günde iki kez çalıştırıldı. Kuraklık koşullarında patates yetiştirmek için önerilen tüm agroteknik yöntemler uygulandı31. Dikimden dört ay sonra, bitki boyu (cm), bitki başına dal sayısı, patates bileşimi ve verimi ve yumru kalitesi standart teknikler kullanılarak ölçüldü.
İki çilek çeşidinin (Sweet Charlie ve Festival) fideleri tarla koşullarında test edildi. Biyostimülan (MiZax-3 ve -5) haftada sekiz kez 5,0 ve 10,0 µM (2021) ve 2,5 ve 5,0 µM (2022) konsantrasyonlarında yaprak spreyi olarak kullanıldı. MiZax-3 ve -5 ile paralel olarak yaprak spreyi olarak litre başına 1 g HA kullanın, negatif kontrol olarak bir H2O kontrol karışımı veya aseton kullanın. Çilek fideleri Kasım ayı başında 2,5 x 3 m'lik bir parsele 0,6 m bitki aralığı ve 1 m sıra aralığı ile dikildi. Deney RCBD'de gerçekleştirildi ve üç kez tekrarlandı. Bitkiler her gün saat 7:00 ve 17:00'de 10 dakika boyunca, 0,6 m aralıklı ve 3,4 L kapasiteli damlatıcılar içeren bir damla sulama sistemi kullanılarak sulandı. Tarımsal bileşenler ve verim parametreleri büyüme sezonu boyunca ölçüldü. TSS (%), C vitamini32, asitlik ve toplam fenolik içerik33 dahil olmak üzere meyve kalitesi, Kral Abdülaziz Üniversitesi Hasat Sonrası Fizyolojisi ve Teknolojisi Laboratuvarı'nda değerlendirildi.
Veriler ortalamalar olarak ifade edildi ve varyasyonlar standart sapmalar olarak ifade edildi. İstatistiksel anlamlılık, p < 0.05 olasılık düzeyi kullanılarak Tukey'in çoklu karşılaştırma testi kullanılarak tek yönlü ANOVA (one-way ANOVA) veya iki yönlü ANOVA veya anlamlı farklılıkları tespit etmek için iki kuyruklu Student t testi kullanılarak belirlendi (*p < 0.05, * *p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001). Tüm istatistiksel yorumlar GraphPad Prism sürüm 8.3.0 kullanılarak yapıldı. İlişkiler, R paketi 34 kullanılarak çok değişkenli bir istatistiksel yöntem olan temel bileşen analizi (PCA) kullanılarak test edildi.
Önceki bir raporda, MiZax'ın 5 ve 10 μM konsantrasyonlarında bahçe bitkilerinde büyümeyi teşvik edici aktivitesini gösterdik ve Toprak Bitki Testi'ndeki (SPAD) klorofil göstergesini iyileştirdik27. Bu sonuçlara dayanarak, aynı konsantrasyonları kullanarak 2021'de çöl iklimlerinde yaptığımız tarla denemelerinde, önemli bir küresel gıda ürünü olan patates üzerindeki MiZax'ın etkilerini değerlendirdik. Özellikle, MiZax'ın fotosentezin son ürünü olan nişasta birikimini artırıp artıramayacağını test etmekle ilgileniyorduk. Genel olarak, MiZax uygulaması, humik asit (HA) ile karşılaştırıldığında patates bitkilerinin büyümesini iyileştirerek bitki boyu, biyokütlesi ve dal sayısında artışa neden oldu (Şekil 1B). Ayrıca, 5 μM MiZax3 ve MiZax5'in bitki boyu, dal sayısı ve bitki biyokütlesini artırmada 10 μM'ye kıyasla daha güçlü bir etkiye sahip olduğunu gözlemledik (Şekil 1B). Geliştirilmiş büyümenin yanı sıra, MiZax ayrıca hasat edilen yumruların sayısı ve ağırlığı ile ölçülen verimi de artırdı. MiZax 10 μM konsantrasyonda uygulandığında genel faydalı etki daha az belirgindi, bu da bu bileşiklerin bundan daha düşük konsantrasyonlarda uygulanması gerektiğini gösteriyor (Şekil 1B). Ayrıca, aseton (sahte) ve su (kontrol) uygulamaları arasında kaydedilen tüm parametrelerde hiçbir fark gözlemlemedik, bu da gözlemlenen büyüme modülasyon etkilerinin çözücüden kaynaklanmadığını gösteriyor, bu da önceki raporumuzla tutarlıdır27.
Suudi Arabistan'da patates yetiştirme sezonu erken ve geç olgunlaşmadan oluştuğu için, açık alanların mevsimsel etkisini değerlendirmek amacıyla iki sezon boyunca düşük konsantrasyonlar (2,5 ve 5 µM) kullanarak 2022'de ikinci bir saha çalışması yürüttük (Ek Şekil S2A). Beklendiği gibi, 5 μM MiZax'ın her iki uygulaması da ilk denemedekine benzer büyümeyi teşvik edici etkiler üretti: artan bitki boyu, artan dallanma, daha yüksek biyokütle ve artan yumru sayısı (Şekil 2; Ek Şekil S3). Daha da önemlisi, bu PGR'lerin 2,5 μM konsantrasyonunda önemli etkilerini gözlemledik, oysa GA uygulaması öngörülen etkileri göstermedi. Bu sonuç, MiZax'ın beklenenden daha düşük konsantrasyonlarda bile kullanılabileceğini göstermektedir. Ek olarak, MiZax uygulaması yumruların uzunluğunu ve genişliğini de artırdı (Ek Şekil S2B). Ayrıca yumru ağırlığında da önemli bir artış tespit ettik, ancak 2,5 µM konsantrasyonu yalnızca her iki ekim mevsiminde uygulandı.
2022 yılında KAU tarlasında erken olgunlaşan patates bitkileri üzerinde MiZax'ın etkisinin bitki fenotipik değerlendirmesi yapılmıştır. Veriler ortalama ± standart sapmayı göstermektedir. n≥15. İstatistiksel analiz, tek yönlü varyans analizi (ANOVA) ve Tukey'in post hoc testi kullanılarak yapılmıştır. Yıldız işaretleri simülasyona kıyasla istatistiksel olarak anlamlı farklılıkları göstermektedir (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, anlamlı değil). HA – humik asit; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5. HA – humik asit; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Tedavinin (T) ve yılın (Y) etkilerini daha iyi anlamak için, etkileşimlerini incelemek üzere iki yönlü ANOVA kullanıldı (T x Y). Tüm biyostimülanların (T) patates bitki boyunu ve biyokütlesini önemli ölçüde artırmasına rağmen, yalnızca MiZax3 ve MiZax5 yumru sayısını ve ağırlığını önemli ölçüde artırdı ve bu da patates yumrularının iki MiZax'a verdiği iki yönlü tepkilerin esasen benzer olduğunu gösterdi (Şekil 3)). Ek olarak, sezon başında hava durumu (https://www.timeanddate.com/weather/saudi-arabia/jeddah/climate) daha sıcak hale gelir (ortalama 28 °C ve %52 nem (2022), bu da genel yumru biyokütlesini önemli ölçüde azaltır (Şekil 2; Ek Şekil S3).
Patatesler üzerinde 5 µm uygulamasının (T), yılın (Y) ve bunların etkileşiminin (T x Y) etkilerini inceleyin. Veriler ortalama ± standart sapmayı temsil eder. n ≥ 30. İstatistiksel analiz, iki yönlü varyans analizi (ANOVA) kullanılarak gerçekleştirildi. Yıldızlar simülasyona kıyasla istatistiksel olarak anlamlı farklılıkları göstermektedir (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, anlamlı değil). HA – humik asit; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Ancak, Myzax tedavisi hala geç olgunlaşan bitkilerin büyümesini teşvik etme eğilimindeydi. Genel olarak, üç bağımsız deneyimiz, MiZax uygulamasının dal sayısını artırarak bitki yapısı üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu şüpheye yer bırakmayacak şekilde gösterdi. Aslında, MiZax tedavisinden sonra dal sayısı üzerinde (T) ve (Y) arasında önemli bir iki yönlü etkileşim etkisi vardı (Şekil 3). Bu sonuç, strigolakton (SL) biyosentezinin negatif düzenleyicileri olarak aktiviteleriyle tutarlıdır26. Ek olarak, daha önce Zaxinone tedavisinin pirinç köklerinde nişasta birikmesine neden olduğunu göstermiştik35, bu da yumruların çoğunlukla nişastadan oluşması nedeniyle MiZax tedavisinden sonra patates yumrularının boyutunda ve ağırlığındaki artışı açıklayabilir.
Meyve mahsulleri önemli ekonomik bitkilerdir. Çilekler kuraklık ve yüksek sıcaklık gibi abiyotik stres koşullarına duyarlıdır. Bu nedenle, yapraklarına püskürterek MiZax'ın çilekler üzerindeki etkisini araştırdık. İlk olarak, çilek büyümesi üzerindeki etkisini değerlendirmek için 10 µM konsantrasyonda MiZax sağladık (Festival çeşidi). İlginç bir şekilde, MiZax3'ün stolon sayısını önemli ölçüde artırdığını, bunun da artan dallanmaya karşılık geldiğini, MiZax5'in ise sera koşullarında çiçeklenme oranını, bitki biyokütlesini ve yaprak alanını iyileştirdiğini gözlemledik (Ek Şekil S4), bu da bu iki bileşiğin biyolojik olarak değişebileceğini düşündürmektedir. Olaylar 26,27. Gerçek yaşam tarımsal koşullarında çilekler üzerindeki etkilerini daha iyi anlamak için, 2021'de yarı kumlu toprakta yetiştirilen çilek bitkilerine (cv. Sweet Charlie) 5 ve 10 µM MiZax uygulayarak tarla denemeleri yürüttük (şekil S5A). GC ile karşılaştırıldığında, bitki biyokütlesinde bir artış gözlemlemedik, ancak meyve sayısında bir artış eğilimi bulduk (Şekil C6A-B). Ancak, MiZax uygulaması tek meyve ağırlığında önemli bir artışa neden oldu ve bir konsantrasyon bağımlılığına işaret etti (Ek Şekil S5B; Ek Şekil S6B), bu bitki büyüme düzenleyicilerinin çöl koşullarında uygulandığında çilek meyve kalitesi üzerindeki etkisini göstermektedir. etkisi.
Büyüme teşvik etkisinin çeşit türüne göre değişip değişmediğini anlamak için Suudi Arabistan'da iki ticari çilek çeşidi (Sweet Charlie ve Festival) seçtik ve 2022'de düşük konsantrasyonlarda MiZax (2,5 ve 5 µM) kullanarak iki saha çalışması yürüttük. Sweet Charlie için, toplam meyve sayısı önemli ölçüde artmasa da, MiZax ile muamele edilen bitkilerin meyve biyokütlesi genellikle daha yüksekti ve parsel başına meyve sayısı MiZax3 muamelesinden sonra arttı (Şekil 4). Bu veriler ayrıca MiZax3 ve MiZax5'in biyolojik aktivitelerinin farklı olabileceğini düşündürmektedir. Ek olarak, Myzax ile muameleden sonra bitkilerin taze ve kuru ağırlığında ve bitki sürgünlerinin uzunluğunda bir artış gözlemledik. Stolon ve yeni bitki sayısıyla ilgili olarak, sadece 5 µM MiZax'ta bir artış bulduk (Şekil 4), bu da optimum MiZax koordinasyonunun bitki türüne bağlı olduğunu göstermektedir.
MiZax'ın KAU tarlalarından bitki yapısı ve çilek verimi (Sweet Charlie çeşidi) üzerine etkisi, 2022 yılında gerçekleştirildi. Veriler ortalama ± standart sapmayı göstermektedir. n ≥ 15, ancak parsel başına meyve sayısı üç parselden ortalama 15 bitkiden hesaplanmıştır (n = 3). İstatistiksel analiz, tek yönlü varyans analizi (ANOVA) ve Tukey'in post hoc testi veya iki kuyruklu Student's t testi kullanılarak yapılmıştır. Yıldız işaretleri simülasyona kıyasla istatistiksel olarak anlamlı farklılıkları göstermektedir (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, anlamlı değil). HA – humik asit; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Festival çeşidi çileklerde de meyve ağırlığı ve bitki biyokütlesi açısından benzer büyüme uyarıcı aktivite gözlemledik (Şekil 5), ancak bitki veya parsel başına toplam meyve sayısında önemli bir fark bulamadık (Şekil 5). İlginç bir şekilde, MiZax uygulaması bitki uzunluğunu ve stolon sayısını artırdı ve bu bitki büyüme düzenleyicilerinin meyve ürünlerinin büyümesini iyileştirmek için kullanılabileceğini gösterdi (Şekil 5). Ayrıca, tarladan toplanan iki çeşidin meyve kalitesini anlamak için çeşitli biyokimyasal parametreleri ölçtük, ancak tüm uygulamalar arasında herhangi bir fark elde edemedik (Ek Şekil S7; Ek Şekil S8).
MiZax'ın KAU tarlasında (Festival çeşidi) bitki yapısı ve çilek verimi üzerindeki etkisi, 2022. Veriler ortalama ± standart sapmadır. n ≥ 15, ancak parsel başına meyve sayısı üç parselden ortalama 15 bitkiden hesaplanmıştır (n = 3). İstatistiksel analiz, tek yönlü varyans analizi (ANOVA) ve Tukey'in post hoc testi veya iki kuyruklu Student's t testi kullanılarak yapılmıştır. Yıldız işaretleri simülasyona kıyasla istatistiksel olarak anlamlı farklılıkları göstermektedir (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, anlamlı değil). HA – humik asit; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Çilekler üzerinde yaptığımız çalışmalarda, MiZax3 ve MiZax5'in biyolojik aktivitelerinin farklı olduğu ortaya çıktı. İlk olarak, etkileşimlerini (T x Y) belirlemek için aynı kültür çeşidinde (Sweet Charlie) tedavi (T) ve yıl (Y) etkilerini iki yönlü ANOVA kullanarak inceledik. Buna göre, HA'nın çilek kültürü (Sweet Charlie) üzerinde hiçbir etkisi olmadı, buna karşın 5 μM MiZax3 ve MiZax5 bitki ve meyve biyokütlesini önemli ölçüde artırdı (Şekil 6), bu da iki MiZax'ın iki yönlü etkileşimlerinin çilek üretimini teşvik etmede çok benzer olduğunu göstermektedir.
5 µM uygulamasının (T), yılın (Y) ve bunların etkileşiminin (T x Y) çilekler (cv. Sweet Charlie) üzerindeki etkilerini değerlendirin. Veriler ortalama ± standart sapmayı göstermektedir. n ≥ 30. İstatistiksel analiz iki yönlü varyans analizi (ANOVA) kullanılarak yapılmıştır. Yıldızlar simülasyona kıyasla istatistiksel olarak anlamlı farklılıkları göstermektedir (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, anlamlı değil). HA – humik asit; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Ek olarak, iki kültür çeşidindeki MiZax aktivitesinin biraz farklı olduğu göz önüne alındığında (Şekil 4; Şekil 5), tedaviyi (T) ve iki kültürü (C) karşılaştıran iki yönlü bir ANOVA gerçekleştirdik. İlk olarak, hiçbir tedavi parsel başına meyve sayısını etkilemedi (Şekil 7), bu da (T x C) arasında önemli bir etkileşim olmadığını ve ne MiZax'ın ne de HA'nın toplam meyve sayısına katkıda bulunmadığını göstermektedir. Buna karşılık, MiZax (ancak HA değil) bitki ağırlığını, meyve ağırlığını, stolonları ve yeni bitkileri önemli ölçüde artırdı (Şekil 7), bu da MiZax3 ve MiZax5'in farklı çilek bitkisi kültür çeşitlerinin büyümesini önemli ölçüde desteklediğini göstermektedir. İki yönlü ANOVA'ya (T x Y) ve (T x C) dayanarak, MiZax3 ve MiZax5'in tarla koşullarında büyümeyi teşvik eden aktivitelerinin çok benzer ve tutarlı olduğu sonucuna varabiliriz.
5 µM (T), iki çeşit (C) ve bunların etkileşimi (T x C) ile çilek uygulamasının değerlendirilmesi. Veriler ortalama ± standart sapmayı göstermektedir. n ≥ 30, ancak parsel başına meyve sayısı üç parseldeki ortalama 15 bitkiden hesaplanmıştır (n = 6). İstatistiksel analiz, iki yönlü varyans analizi (ANOVA) kullanılarak yapılmıştır. Yıldızlar simülasyona kıyasla istatistiksel olarak anlamlı farklılıkları göstermektedir (*p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001; ns, anlamlı değil). HA – humik asit; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5.
Son olarak, uygulanan bileşiklerin patates (T x Y) ve çilek (T x C) üzerindeki etkilerini değerlendirmek için temel bileşen analizi (PCA) kullandık. Bu rakamlar, HA uygulamasının patatesteki asetona veya çilekteki suya benzer olduğunu (Şekil 8) göstermektedir ve bu da bitki büyümesi üzerinde nispeten küçük bir pozitif etkiye işaret etmektedir. İlginç bir şekilde, MiZax3 ve MiZax5'in genel etkileri patateste aynı dağılımı göstermiştir (Şekil 8A), oysa bu iki bileşiğin çilekteki dağılımı farklıdır (Şekil 8B). MiZax3 ve MiZax5 bitki büyümesinde ve veriminde baskın olarak pozitif bir dağılım gösterse de, PCA analizi büyüme düzenleme aktivitesinin bitki türlerine de bağlı olabileceğini göstermiştir.
(A) Patateslerin (T x Y) ve (B) Çileklerin (T x C) temel bileşen analizi (PCA). Her iki grup için puan çizelgeleri. Her bileşeni birbirine bağlayan bir çizgi kümenin merkezine çıkar.
Özetle, iki değerli ürün üzerinde yaptığımız beş bağımsız saha çalışmasına dayanarak ve 2020'den 2022'ye kadar olan önceki raporlarımızla tutarlı olarak26, MiZax3 ve MiZax5, tahıllar, odunsu bitkiler (hurma ağaçları) ve bahçe meyve ürünleri26,27 dahil olmak üzere çeşitli ürünlerin bitki büyümesini iyileştirebilen umut verici bitki büyüme düzenleyicileridir. Biyolojik aktivitelerinin ötesindeki moleküler mekanizmalar henüz belirsiz olsa da, saha uygulamaları için büyük bir potansiyele sahiptirler. En iyisi, humik asitle karşılaştırıldığında, MiZax çok daha küçük miktarlarda (mikromolar veya miligram düzeyinde) uygulanır ve olumlu etkileri daha belirgindir. Bu nedenle, uygulama başına MiZax3 dozajını (düşükten yükseğe konsantrasyona) 3, 6 veya 12 g/ha ve MiZx5 dozajını: 4, 7 veya 13 g/ha olarak tahmin ediyoruz; bu da bu PGR'leri ürün verimini iyileştirmede yararlı hale getiriyor. Oldukça uygulanabilir.
Gönderi zamanı: Mar-15-2024