世界の総陸地面積のほぼ 7.0% が塩分濃度の影響を受けています 1。これは、世界の 9 億ヘクタール以上の土地が塩分濃度と塩分濃度の両方の影響を受けていることを意味します 2、これは耕作地の 20%、灌漑地の 10% を占めます。面積の半分を占め、塩分含有量が高くなります3。塩類化した土壌はパキスタンの農業が直面している大きな問題です4,5。このうち、約 630 万ヘクタール、または灌漑地の 14% が現在塩分の影響を受けています6。
非生物的ストレスが変化する可能性がある植物成長ホルモン反応が起こり、作物の成長と最終収量が減少します7。植物が塩分ストレスにさらされると、活性酸素種 (ROS) の生成と抗酸化酵素の消失効果の間のバランスが崩れ、植物は酸化ストレスに苦しむことになります8。高濃度の抗酸化酵素（構成性酵素と誘導性酵素の両方）を持つ植物は、スーパーオキシドジスムターゼ（SOD）、グアヤコールペルオキシダーゼ（POD）、ペルオキシダーゼカタラーゼ（CAT）、アスコルビン酸ペルオキシダーゼ（APOX）、グルタチオンレダクターゼなどの酸化損傷に対して健全な耐性を持っています。 (GR) は塩ストレス下で植物の耐塩性を高めることができます9。さらに、植物ホルモンは、植物の成長と発育、プログラムされた細胞死、および変化する環境条件下での生存において調節的役割を果たしていることが報告されています10。トリアコンタノールは、植物の表皮ワックスの成分である飽和第一級アルコールであり、植物の成長促進特性 11,12 と低濃度での成長促進特性 13 を持っています。葉面散布により、植物の光合成色素の状態、溶質の蓄積、成長、バイオマス生産が大幅に改善されます14、15。トリアコンタノールの葉面散布は、複数の抗酸化酵素 17 の活性を調節し 17、植物の葉組織の浸透圧保護剤含有量を増加させ 11,18,19 、必須ミネラルである K+ と Ca2+ の取り込み反応を改善することにより、植物のストレス耐性 16 を高めることができますが、Na+ は改善しません。 14 さらに、トリアコンタノールはストレス条件下でより多くの還元糖、可溶性タンパク質、およびアミノ酸を生成します20、21、22。
野菜には植物化学物質と栄養素が豊富に含まれており、人体の多くの代謝プロセスに不可欠です23。野菜生産は、特に世界の食料の 40.0% を生産する灌漑農地において、土壌塩分濃度の上昇によって脅かされています24。タマネギ、キュウリ、ナス、ピーマン、トマトなどの野菜作物は塩分に敏感であり 25、キュウリは世界中で人間の栄養にとって重要な野菜です 26。塩ストレスはキュウリの成長速度に大きな影響を与えますが、塩分レベルが 25 mM を超えると、収量が最大 13% 減少します 27,28。塩分がキュウリに及ぼす悪影響は、植物の成長と収量の減少をもたらします5、29、30。したがって、この研究の目的は、キュウリ遺伝子型における塩ストレスの軽減におけるトリアコンタノールの役割を評価し、植物の成長と生産性を促進するトリアコンタノールの能力を評価することでした。この情報は、塩性土壌に適した戦略を開発するためにも重要です。さらに、NaCl ストレス下でのキュウリ遺伝子型のイオン恒常性の変化を測定しました。
通常および塩ストレス下での 4 つのキュウリ遺伝子型の葉における無機浸透圧調節因子に対するトリアコンタノールの影響。
キュウリの遺伝子型を塩ストレス条件下で播種すると、果実の総数と平均果実重量が大幅に減少しました（図4）。これらの減少は、Summer Green および 20252 遺伝子型でより顕著でしたが、Marketmore と Green Long は、塩分負荷後も最高の果実数と重量を維持しました。トリアコンタノールの葉面散布により、評価したすべての遺伝子型において塩分ストレスの悪影響が軽減され、果実の数と重量が増加しました。しかし、トリアコンタノールで処理したマーケットモアは、未処理の植物と比較して、ストレスと制御された条件下で、より高い平均重量で最も多くの果実を生産しました。 Summer Green および 20252 は、キュウリ果実の可溶性固形分含量が最も高く、総可溶性固形分濃度が最も低かった Marketmore および Green Long 遺伝子型と比較してパフォーマンスが低かった。
通常および塩ストレス条件下での 4 つのキュウリ遺伝子型の収量に対するトリアコンタノールの影響。
トリアコンタノールの最適濃度は 0.8 mg/l で、塩ストレス条件下および非ストレス条件下で研究された遺伝子型の致死効果を軽減できました。しかし、Green-Long と Marketmore に対するトリアコンタノールの影響はより明白でした。これらの遺伝子型の耐塩性の可能性と、塩ストレスの影響を軽減するトリアコンタノールの有効性を考慮すると、トリアコンタノールを葉面散布して塩分土壌でこれらの遺伝子型を栽培することを推奨することができます。
投稿日時: 2024 年 11 月 27 日