વિવિધ પાકોમાં ગરમીનો તણાવ ઘટાડવા માટે છોડના વિકાસ નિયમનકારોનો ઉપયોગ વ્યૂહરચના તરીકે કરવામાં આવે છે.

કોલંબિયામાં આબોહવા પરિવર્તન અને પરિવર્તનશીલતાને કારણે ચોખાનું ઉત્પાદન ઘટી રહ્યું છે.છોડ વૃદ્ધિ નિયમનકારોવિવિધ પાકોમાં ગરમીના તાણને ઘટાડવા માટે વ્યૂહરચના તરીકે ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે. તેથી, આ અભ્યાસનો ઉદ્દેશ્ય શારીરિક અસરો (સ્ટોમેટલ વાહકતા, સ્ટોમેટલ વાહકતા, કુલ હરિતદ્રવ્ય સામગ્રી, સંયુક્ત ગરમીના તાણ (ઉચ્ચ દિવસ અને રાત્રિનું તાપમાન), કેનોપી તાપમાન અને સંબંધિત પાણીની સામગ્રી) અને બાયોકેમિકલ ચલો (મેલોન્ડિયાલ્ડીહાઇડ (MDA) અને પ્રોલિનિક એસિડ સામગ્રી) નું મૂલ્યાંકન કરવાનો હતો. પ્રથમ અને બીજા પ્રયોગો અનુક્રમે બે ચોખાના જીનોટાઇપ ફેડરરોઝ 67 ("F67") અને ફેડરરોઝ 2000 ("F2000") ના છોડનો ઉપયોગ કરીને હાથ ધરવામાં આવ્યા હતા. બંને પ્રયોગોનું પ્રયોગોની શ્રેણી તરીકે એકસાથે વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. સ્થાપિત સારવાર નીચે મુજબ હતી: સંપૂર્ણ નિયંત્રણ (AC) (શ્રેષ્ઠ તાપમાને ઉગાડવામાં આવતા ચોખાના છોડ (દિવસ/રાત્રિનું તાપમાન 30/25°C)), ગરમીના તાણ નિયંત્રણ (SC) [ચોખાના છોડ ફક્ત સંયુક્ત ગરમીના તાણ (40/25°C) ને આધિન). ૩૦°C)], અને ચોખાના છોડને તાણ આપવામાં આવ્યું હતું અને છોડના વિકાસ નિયમનકારો (સ્ટ્રેસ+AUX, સ્ટ્રેસ+BR, સ્ટ્રેસ+CK અથવા સ્ટ્રેસ+GA) નો છંટકાવ બે વાર કરવામાં આવ્યો હતો (ગરમીના તણાવના ૫ દિવસ પહેલા અને ૫ દિવસ પછી). SA સાથે છંટકાવ કરવાથી બંને જાતોમાં કુલ હરિતદ્રવ્યનું પ્રમાણ વધ્યું (ચોખાના છોડનું તાજા વજન “F67” અને “F2000” અનુક્રમે ૩.૨૫ અને ૩.૬૫ મિલિગ્રામ/ગ્રામ હતું) SC છોડની સરખામણીમાં (“F67” છોડનું તાજા વજન ૨.૩૬ અને ૨.૫૬ મિલિગ્રામ હતું). g-૧)” અને ચોખાના “F2000”, CK ના પાંદડા પર લગાવવાથી પણ ગરમીના તણાવ નિયંત્રણની સરખામણીમાં ચોખાના “F2000” છોડની સ્ટોમેટલ વાહકતામાં સામાન્ય રીતે સુધારો થયો. ગરમીના તણાવથી, છોડના તાજનું તાપમાન ૨-૩ °C ઘટે છે, અને છોડમાં MDAનું પ્રમાણ ઘટે છે. સાપેક્ષ સહિષ્ણુતા સૂચકાંક દર્શાવે છે કે CK (97.69%) અને BR (60.73%) ના પાંદડા પર ઉપયોગથી મુખ્યત્વે F2000 ચોખાના છોડમાં સંયુક્ત ગરમીના તાણની સમસ્યા ઓછી થઈ શકે છે. નિષ્કર્ષમાં, BR અથવા CK ના પાંદડા પર છંટકાવને ચોખાના છોડના શારીરિક વર્તન પર સંયુક્ત ગરમીના તાણની સ્થિતિની નકારાત્મક અસરો ઘટાડવામાં મદદ કરવા માટે કૃષિ વ્યૂહરચના તરીકે ગણી શકાય.
ચોખા (ઓરીઝા સેટીવા) પોએસી પરિવારનો છે અને મકાઈ અને ઘઉંની સાથે વિશ્વમાં સૌથી વધુ ઉગાડવામાં આવતા અનાજમાંનો એક છે (બજાજ અને મોહંતી, 2005). ચોખાની ખેતી હેઠળનો વિસ્તાર 617,934 હેક્ટર છે, અને 2020 માં રાષ્ટ્રીય ઉત્પાદન 2,937,840 ટન હતું જેની સરેરાશ ઉપજ 5.02 ટન/હેક્ટર હતી (ફેડેરારોઝ (ફેડેરાસિઓન નેસિઓનલ ડી એરોસેરોસ), 2021).
ગ્લોબલ વોર્મિંગ ચોખાના પાકને અસર કરી રહ્યું છે, જેના કારણે ઉચ્ચ તાપમાન અને દુષ્કાળ જેવા વિવિધ પ્રકારના અજૈવિક તાણ જોવા મળી રહ્યા છે. આબોહવા પરિવર્તન વૈશ્વિક તાપમાનમાં વધારો કરી રહ્યું છે; 21મી સદીમાં તાપમાનમાં 1.0-3.7°Cનો વધારો થવાનો અંદાજ છે, જે ગરમીના તાણની આવર્તન અને તીવ્રતામાં વધારો કરી શકે છે. પર્યાવરણીય તાપમાનમાં વધારો ચોખાને અસર કરે છે, જેના કારણે પાકની ઉપજમાં 6-7%નો ઘટાડો થાય છે. બીજી બાજુ, આબોહવા પરિવર્તન પાક માટે પ્રતિકૂળ પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓ તરફ દોરી જાય છે, જેમ કે ઉષ્ણકટિબંધીય અને ઉષ્ણકટિબંધીય પ્રદેશોમાં તીવ્ર દુષ્કાળ અથવા ઉચ્ચ તાપમાનનો સમયગાળો. વધુમાં, અલ નીનો જેવી પરિવર્તનશીલતા ઘટનાઓ ગરમીના તાણ તરફ દોરી શકે છે અને કેટલાક ઉષ્ણકટિબંધીય પ્રદેશોમાં પાકને નુકસાન વધારી શકે છે. કોલંબિયામાં, 2050 સુધીમાં ચોખા ઉત્પાદક વિસ્તારોમાં તાપમાન 2-2.5°C વધવાનો અંદાજ છે, જે ચોખાના ઉત્પાદનમાં ઘટાડો કરશે અને બજારો અને પુરવઠા શૃંખલાઓમાં ઉત્પાદન પ્રવાહને અસર કરશે.
મોટાભાગના ચોખાના પાક એવા વિસ્તારોમાં ઉગાડવામાં આવે છે જ્યાં તાપમાન પાકના વિકાસ માટે શ્રેષ્ઠ શ્રેણીની નજીક હોય છે (શાહ અને અન્ય, 2011). એવું નોંધાયું છે કે દિવસ અને રાત્રિનું શ્રેષ્ઠ સરેરાશ તાપમાનચોખાનો વિકાસ અને વિકાસસામાન્ય રીતે તાપમાન અનુક્રમે 28°C અને 22°C હોય છે (કિલાસી એટ અલ., 2018; કેલ્ડેરોન-પેઝ એટ અલ., 2021). આ થ્રેશોલ્ડથી ઉપરનું તાપમાન ચોખાના વિકાસના સંવેદનશીલ તબક્કાઓ (ટીલરિંગ, એન્થેસિસ, ફૂલો અને અનાજ ભરણ) દરમિયાન મધ્યમથી ગંભીર ગરમીના તણાવના સમયગાળાનું કારણ બની શકે છે, જેનાથી અનાજના ઉપજ પર નકારાત્મક અસર પડે છે. ઉપજમાં આ ઘટાડો મુખ્યત્વે લાંબા ગાળાના ગરમીના તણાવને કારણે છે, જે છોડના શરીરવિજ્ઞાનને અસર કરે છે. તણાવનો સમયગાળો અને મહત્તમ તાપમાન પ્રાપ્ત કરવા જેવા વિવિધ પરિબળોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે, ગરમીનો તણાવ છોડના ચયાપચય અને વિકાસને અનેક પ્રકારના ઉલટાવી શકાય તેવું નુકસાન પહોંચાડી શકે છે.
ગરમીનો તણાવ છોડમાં વિવિધ શારીરિક અને જૈવરાસાયણિક પ્રક્રિયાઓને અસર કરે છે. પાંદડા પ્રકાશસંશ્લેષણ એ ચોખાના છોડમાં ગરમીના તણાવ માટે સૌથી વધુ સંવેદનશીલ પ્રક્રિયાઓમાંની એક છે, કારણ કે જ્યારે દૈનિક તાપમાન 35°C થી વધુ હોય ત્યારે પ્રકાશસંશ્લેષણનો દર 50% ઘટે છે. ચોખાના છોડની શારીરિક પ્રતિક્રિયાઓ ગરમીના તણાવના પ્રકાર પર આધાર રાખે છે. ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે છોડ ઊંચા દિવસના તાપમાન (33–40°C) અથવા ઊંચા દિવસ અને રાત્રિના તાપમાન (દિવસ દરમિયાન 35–40°C, 28–30°C) ના સંપર્કમાં આવે છે ત્યારે પ્રકાશસંશ્લેષણ દર અને સ્ટોમેટલ વાહકતા અવરોધાય છે. C એટલે રાત્રિ) (Lü et al., 2013; Fahad et al., 2016; Chaturvedi et al., 2017). ઉચ્ચ રાત્રિ તાપમાન (30°C) પ્રકાશસંશ્લેષણના મધ્યમ અવરોધનું કારણ બને છે પરંતુ રાત્રિના શ્વસનમાં વધારો કરે છે (Fahad et al., 2016; Alvarado-Sanabria et al., 2017). તણાવનો સમયગાળો ગમે તે હોય, ગરમીનો તણાવ પાંદડાના હરિતદ્રવ્યનું પ્રમાણ, હરિતદ્રવ્ય ચલ ફ્લોરોસેન્સનો મહત્તમ હરિતદ્રવ્ય ફ્લોરોસેન્સ (Fv/Fm) સાથેનો ગુણોત્તર અને ચોખાના છોડમાં રુબિસ્કો સક્રિયકરણને પણ અસર કરે છે (કાઓ એટ અલ. 2009; યિન એટ અલ. 2010). ) સાંચેઝ રેનોસો એટ અલ., 2014).
ગરમીના તાણ સામે છોડના અનુકૂલનનું બીજું પાસું બાયોકેમિકલ પરિવર્તન છે (વાહિદ એટ અલ., 2007). છોડના તાણના બાયોકેમિકલ સૂચક તરીકે પ્રોલાઇન સામગ્રીનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે (અહમદ અને હસન 2011). ઉચ્ચ તાપમાનની સ્થિતિમાં કાર્બન અથવા નાઇટ્રોજન સ્ત્રોત અને પટલ સ્ટેબિલાઇઝર તરીકે કામ કરતી હોવાથી પ્રોલાઇન છોડના ચયાપચયમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે (સાન્ચેઝ-રેઇનોસો એટ અલ., 2014). ઉચ્ચ તાપમાન લિપિડ પેરોક્સિડેશન દ્વારા પટલ સ્થિરતાને પણ અસર કરે છે, જેના કારણે મેલોન્ડિયાલ્ડીહાઇડ (MDA) ની રચના થાય છે (વાહિદ એટ અલ., 2007). તેથી, ગરમીના તાણ હેઠળ કોષ પટલની માળખાકીય અખંડિતતાને સમજવા માટે MDA સામગ્રીનો ઉપયોગ પણ કરવામાં આવ્યો છે (કાઓ એટ અલ., 2009; ચાવેઝ-એરિયાસ એટ અલ., 2018). અંતે, સંયુક્ત ગરમીના તાણ [37/30°C (દિવસ/રાત્રિ)] એ ચોખામાં ઇલેક્ટ્રોલાઇટ લિકેજ અને મેલોન્ડિયાલ્ડીહાઇડ સામગ્રીની ટકાવારીમાં વધારો કર્યો (લિયુ એટ અલ., 2013).
ગરમીના તાણની નકારાત્મક અસરોને ઘટાડવા માટે છોડ વૃદ્ધિ નિયમનકારો (GRs) નો ઉપયોગ મૂલ્યાંકન કરવામાં આવ્યો છે, કારણ કે આ પદાર્થો છોડના પ્રતિભાવો અથવા આવા તાણ સામે શારીરિક સંરક્ષણ પદ્ધતિઓમાં સક્રિય રીતે સામેલ છે (પેલેગ અને બ્લુમવાલ્ડ, 2011; યિન એટ અલ. એટ અલ., 2011; અહમદ એટ અલ., 2015). આનુવંશિક સંસાધનોના બાહ્ય ઉપયોગથી વિવિધ પાકોમાં ગરમીના તાણ સહનશીલતા પર સકારાત્મક અસર પડી છે. અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે ગિબેરેલિન્સ (GA), સાયટોકિનિન (CK), ઓક્સિન્સ (AUX) અથવા બ્રેસિનોસ્ટેરોઇડ્સ (BR) જેવા ફાયટોહોર્મોન્સ વિવિધ શારીરિક અને બાયોકેમિકલ ચલોમાં વધારો તરફ દોરી જાય છે (પેલેગ અને બ્લુમવાલ્ડ, 2011; યિન એટ અલ. રેન, 2011; મિટલર એટ અલ., 2012; ઝોઉ એટ અલ., 2014). કોલંબિયામાં, આનુવંશિક સંસાધનોના બાહ્ય ઉપયોગ અને ચોખાના પાક પર તેની અસરને સંપૂર્ણપણે સમજવામાં અને અભ્યાસ કરવામાં આવી નથી. જોકે, અગાઉના એક અભ્યાસમાં દર્શાવવામાં આવ્યું હતું કે BR ના પાંદડા પર છંટકાવથી ચોખાના બીજના પાંદડાઓમાં ગેસ વિનિમય લાક્ષણિકતાઓ, હરિતદ્રવ્ય અથવા પ્રોલાઇન સામગ્રીમાં સુધારો કરીને ચોખાની સહનશીલતામાં સુધારો થઈ શકે છે (ક્વિન્ટેરો-કેલ્ડેરોન એટ અલ., 2021).
સાયટોકિનિન્સ ગરમીના તાણ સહિત અજૈવિક તાણ સામે છોડની પ્રતિક્રિયાઓમાં મધ્યસ્થી કરે છે (હા એટ અલ., 2012). વધુમાં, એવું નોંધાયું છે કે સીકેનો બાહ્ય ઉપયોગ થર્મલ નુકસાન ઘટાડી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ગરમીના તાણ દરમિયાન ઝીટિનના બાહ્ય ઉપયોગથી પ્રકાશસંશ્લેષણ દર, હરિતદ્રવ્ય એ અને બી સામગ્રી અને વિસર્પી બેન્ટગ્રાસ (એગ્રોટિસ એસ્ટોલોનિફેરા) માં ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન કાર્યક્ષમતામાં વધારો થાય છે (ઝુ અને હુઆંગ, 2009; જેસ્પર્સન અને હુઆંગ, 2015). ઝીટિનનો બાહ્ય ઉપયોગ એન્ટીઑકિસડન્ટ પ્રવૃત્તિમાં પણ સુધારો કરી શકે છે, વિવિધ પ્રોટીનના સંશ્લેષણમાં વધારો કરી શકે છે, પ્રતિક્રિયાશીલ ઓક્સિજન પ્રજાતિઓ (ROS) નુકસાન અને છોડના પેશીઓમાં મેલોન્ડિઆલ્ડીહાઇડ (MDA) ઉત્પાદન ઘટાડી શકે છે (ચેર્ન્યાડેવ, 2009; યાંગ એટ અલ., 2009). , 2016; કુમાર એટ અલ., 2020).
ગિબેરેલિક એસિડના ઉપયોગથી ગરમીના તાણ સામે પણ સકારાત્મક પ્રતિભાવ જોવા મળ્યો છે. અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે GA બાયોસિન્થેસિસ વિવિધ મેટાબોલિક માર્ગોની મધ્યસ્થી કરે છે અને ઉચ્ચ તાપમાનની પરિસ્થિતિઓમાં સહનશીલતા વધારે છે (એલોન્સો-રામિરેઝ એટ અલ. 2009; ખાન એટ અલ. 2020). અબ્દેલ-નબી એટ અલ. (2020) એ શોધી કાઢ્યું કે બાહ્ય GA (25 અથવા 50 mg*L) ના પાંદડા પર છંટકાવ નિયંત્રણ છોડની તુલનામાં ગરમી-તાણવાળા નારંગીના છોડમાં પ્રકાશસંશ્લેષણ દર અને એન્ટીઑકિસડન્ટ પ્રવૃત્તિમાં વધારો કરી શકે છે. એવું પણ જોવા મળ્યું છે કે HA ના બાહ્ય ઉપયોગથી ગરમીના તાણ હેઠળ ખજૂર (ફોનિક્સ ડેક્ટીલિફેરા) માં સંબંધિત ભેજનું પ્રમાણ, હરિતદ્રવ્ય અને કેરોટીનોઇડ સામગ્રી વધે છે અને લિપિડ પેરોક્સિડેશન ઘટાડે છે (ખાન એટ અલ., 2020). ઉચ્ચ તાપમાનની પરિસ્થિતિઓમાં અનુકૂલનશીલ વૃદ્ધિ પ્રતિભાવોને નિયંત્રિત કરવામાં ઓક્સિન પણ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે (સન એટ અલ., 2012; વાંગ એટ અલ., 2016). આ વૃદ્ધિ નિયમનકાર વિવિધ પ્રક્રિયાઓમાં બાયોકેમિકલ માર્કર તરીકે કાર્ય કરે છે જેમ કે અબાયોટિક તણાવ હેઠળ પ્રોલાઇન સંશ્લેષણ અથવા અધોગતિ (Ali et al. 2007). વધુમાં, AUX એન્ટીઑકિસડન્ટ પ્રવૃત્તિને પણ વધારે છે, જે લિપિડ પેરોક્સિડેશનમાં ઘટાડો થવાને કારણે છોડમાં MDA માં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે (Bielach et al., 2017). Sergeev et al. (2018) એ અવલોકન કર્યું કે ગરમીના તણાવ હેઠળ વટાણાના છોડ (Pisum sativum) માં, પ્રોલાઇન - ડાયમેથિલામિનોઇથોક્સીકાર્બોનિલમિથાઇલ) નેફ્થિલક્લોરોમિથાઇલ ઇથર (TA-14) નું પ્રમાણ વધે છે. આ જ પ્રયોગમાં, તેઓએ AUX સાથે સારવાર ન કરાયેલ છોડની તુલનામાં સારવાર કરાયેલ છોડમાં MDA નું નીચું સ્તર પણ જોયું.
બ્રાસિનોસ્ટેરોઇડ્સ ગરમીના તાણની અસરોને ઘટાડવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા વૃદ્ધિ નિયમનકારોનો બીજો વર્ગ છે. ઓગ્વેનો એટ અલ. (2008) એ અહેવાલ આપ્યો છે કે બાહ્ય BR સ્પ્રેએ ગરમીના તાણ હેઠળ ટામેટા (સોલેનમ લાઇકોપર્સિકમ) છોડના ચોખ્ખા પ્રકાશસંશ્લેષણ દર, સ્ટોમેટલ વાહકતા અને રુબિસ્કો કાર્બોક્સિલેશનના મહત્તમ દરમાં 8 દિવસ સુધી વધારો કર્યો છે. એપિબ્રાસિનોસ્ટેરોઇડ્સનો પાંદડા પર છંટકાવ ગરમીના તાણ હેઠળ કાકડી (કુક્યુમિસ સેટીવસ) છોડના ચોખ્ખા પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમાં વધારો કરી શકે છે (યુ એટ અલ., 2004). વધુમાં, BR નો બાહ્ય ઉપયોગ હરિતદ્રવ્યના અધોગતિમાં વિલંબ કરે છે અને પાણીના ઉપયોગની કાર્યક્ષમતામાં વધારો કરે છે અને ગરમીના તાણ હેઠળ છોડમાં PSII ફોટોકેમિસ્ટ્રીની મહત્તમ ક્વોન્ટમ ઉપજમાં વધારો કરે છે (હોલા એટ અલ., 2010; ટૌસાગુનપાનિત એટ અલ., 2015).
આબોહવા પરિવર્તન અને પરિવર્તનશીલતાને લીધે, ચોખાના પાકને ઊંચા દૈનિક તાપમાનના સમયગાળાનો સામનો કરવો પડે છે (લેસ્ક એટ અલ., 2016; ગાર્સેસ, 2020; ફેડેરારોઝ (ફેડેરાસિઓન નાસિઓનલ ડી એરોસેરોસ), 2021). પ્લાન્ટ ફેનોટાઇપિંગમાં, ચોખા ઉગાડતા વિસ્તારોમાં ગરમીના તાણને ઘટાડવાની વ્યૂહરચના તરીકે ફાયટોન્યુટ્રિઅન્ટ્સ અથવા બાયોસ્ટિમ્યુલન્ટ્સના ઉપયોગનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે (અલવારાડો-સનાબ્રિયા એટ અલ., 2017; કેલ્ડેરોન-પેઝ એટ અલ., 2021; ક્વિન્ટેરો-કેલ્ડેરોન એટ અલ., 221). વધુમાં, બાયોકેમિકલ અને ફિઝિયોલોજિકલ ચલોનો ઉપયોગ (પાંદડાનું તાપમાન, સ્ટોમેટલ વાહકતા, ક્લોરોફિલ ફ્લોરોસેન્સ પરિમાણો, ક્લોરોફિલ અને સંબંધિત પાણીની સામગ્રી, મેલોન્ડિયાલ્ડીહાઇડ અને પ્રોલાઇન સંશ્લેષણ) સ્થાનિક અને આંતરરાષ્ટ્રીય સ્તરે ગરમીના તણાવ હેઠળ ચોખાના છોડની તપાસ માટે એક વિશ્વસનીય સાધન છે (સાન્ચેઝ -રેનોસો એટ અલ., 2014; અલ્વારાડો-સાનાબ્રિયા એટ અલ., 2017; જોકે, સ્થાનિક સ્તરે ચોખામાં પર્ણિયાળ ફાયટોહોર્મોનલ સ્પ્રેના ઉપયોગ પર સંશોધન દુર્લભ છે. તેથી, આ માટે વ્યવહારુ કૃષિ વ્યૂહરચનાના પ્રસ્તાવ માટે છોડ વૃદ્ધિ નિયમનકારોના ઉપયોગની શારીરિક અને બાયોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓનો અભ્યાસ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. ચોખામાં જટિલ ગરમીના તણાવના સમયગાળાની નકારાત્મક અસરોને સંબોધિત કરવી. તેથી, આ અભ્યાસનો હેતુ ચાર છોડ વૃદ્ધિ નિયમનકારો (AUX, CK, GA અને BR) ના પર્ણિયાળ એપ્લિકેશનની શારીરિક (સ્ટોમેટલ વાહકતા, ક્લોરોફિલ ફ્લોરોસેન્સ પરિમાણો અને સંબંધિત પાણીની સામગ્રી) અને બાયોકેમિકલ અસરોનું મૂલ્યાંકન કરવાનો હતો. (પ્રકાશસંશ્લેષણ રંગદ્રવ્યો, મેલોન્ડિયાલ્ડીહાઇડ અને પ્રોલાઇન સામગ્રી) બે વ્યાપારી ચોખાના જીનોટાઇપમાં ચલ જે સંયુક્ત ગરમીના તાણ (ઉચ્ચ દિવસ/રાત્રિ તાપમાન) ને આધિન છે.
આ અભ્યાસમાં, બે સ્વતંત્ર પ્રયોગો કરવામાં આવ્યા હતા. ફેડરરોઝ 67 (F67: છેલ્લા દાયકા દરમિયાન ઊંચા તાપમાને વિકસિત જીનોટાઇપ) અને ફેડરરોઝ 2000 (F2000: 20મી સદીના છેલ્લા દાયકામાં વિકસિત જીનોટાઇપ જે સફેદ પાંદડાના વાયરસ સામે પ્રતિકાર દર્શાવે છે) નો પ્રથમ વખત ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. બીજ. અને બીજો પ્રયોગ, અનુક્રમે. બંને જીનોટાઇપ કોલંબિયાના ખેડૂતો દ્વારા વ્યાપકપણે ઉગાડવામાં આવે છે. બીજ 10-લિટર ટ્રે (લંબાઈ 39.6 સે.મી., પહોળાઈ 28.8 સે.મી., ઊંચાઈ 16.8 સે.મી.) માં વાવવામાં આવ્યા હતા જેમાં 2% કાર્બનિક પદાર્થ ધરાવતી રેતાળ લોમ માટી હતી. દરેક ટ્રેમાં પાંચ પૂર્વ-અંકુરિત બીજ વાવવામાં આવ્યા હતા. પેલેટ્સ નેશનલ યુનિવર્સિટી ઓફ કોલંબિયા, બોગોટા કેમ્પસ (43°50′56″ N, 74°04′051″ W) ના કૃષિ વિજ્ઞાન ફેકલ્ટીના ગ્રીનહાઉસમાં, સમુદ્ર સપાટીથી 2556 મીટરની ઊંચાઈએ મૂકવામાં આવ્યા હતા (asl). m.) અને ઓક્ટોબરથી ડિસેમ્બર 2019 દરમિયાન હાથ ધરવામાં આવ્યા હતા. 2020 ની સમાન સિઝનમાં એક પ્રયોગ (ફેડરરોઝ 67) અને બીજો પ્રયોગ (ફેડરરોઝ 2000).
દરેક વાવેતર ઋતુ દરમિયાન ગ્રીનહાઉસમાં પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓ નીચે મુજબ છે: દિવસ અને રાત્રિનું તાપમાન 30/25°C, સાપેક્ષ ભેજ 60~80%, કુદરતી પ્રકાશકાળ 12 કલાક (પ્રકાશસંશ્લેષણ સક્રિય કિરણોત્સર્ગ 1500 µmol (ફોટોન) m-2 s-). બપોરે 1 વાગ્યે). સાંચેઝ-રીનોસો એટ અલ. (2019) અનુસાર, બીજ ઉદભવના 20 દિવસ પછી (DAE) દરેક તત્વની સામગ્રી અનુસાર છોડને ફળદ્રુપ કરવામાં આવ્યા હતા: પ્રતિ છોડ 670 મિલિગ્રામ નાઇટ્રોજન, પ્રતિ છોડ 110 મિલિગ્રામ ફોસ્ફરસ, પ્રતિ છોડ 350 મિલિગ્રામ પોટેશિયમ, પ્રતિ છોડ 68 મિલિગ્રામ કેલ્શિયમ, પ્રતિ છોડ 20 મિલિગ્રામ મેગ્નેશિયમ, પ્રતિ છોડ 20 મિલિગ્રામ સલ્ફર, પ્રતિ છોડ 17 મિલિગ્રામ સિલિકોન. છોડમાં પ્રતિ છોડ 10 મિલિગ્રામ બોરોન, પ્રતિ છોડ 17 મિલિગ્રામ કોપર અને પ્રતિ છોડ 44 મિલિગ્રામ ઝીંક હોય છે. આ સમયગાળા દરમિયાન જ્યારે ચોખાના છોડ ફેનોલોજિકલ સ્ટેજ V5 પર પહોંચ્યા ત્યારે દરેક પ્રયોગમાં 47 DAE સુધી જાળવવામાં આવ્યા હતા. અગાઉના અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે આ ફિનોલોજિકલ તબક્કો ચોખામાં ગરમીના તાણનો અભ્યાસ કરવા માટે યોગ્ય સમય છે (સાન્ચેઝ-રેઇનોસો એટ અલ., 2014; અલ્વારાડો-સાનાબ્રિયા એટ અલ., 2017).
દરેક પ્રયોગમાં, પાંદડાના વિકાસ નિયમનકારના બે અલગ અલગ ઉપયોગ કરવામાં આવ્યા હતા. છોડને પર્યાવરણીય તણાવ માટે તૈયાર કરવા માટે ગરમીના તાણની સારવાર (42 DAE) ના 5 દિવસ પહેલા પાંદડા પર ફાયટોહોર્મોન સ્પ્રેનો પ્રથમ સેટ લાગુ કરવામાં આવ્યો હતો. છોડને તણાવની પરિસ્થિતિઓ (52 DAE) ના સંપર્કમાં આવ્યાના 5 દિવસ પછી બીજો પર્ણ પર સ્પ્રે આપવામાં આવ્યો હતો. ચાર ફાયટોહોર્મોનનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો અને આ અભ્યાસમાં છંટકાવ કરાયેલા દરેક સક્રિય ઘટકના ગુણધર્મો પૂરક કોષ્ટક 1 માં સૂચિબદ્ધ છે. ઉપયોગમાં લેવાતા પાંદડાના વિકાસ નિયમનકારોની સાંદ્રતા નીચે મુજબ હતી: (i) 5 × 10−5 M ની સાંદ્રતા પર ઓક્સિન (1-નેફ્થિલેસેટિક એસિડ: NAA) (ii) 5 × 10–5 M ગિબેરેલિન (ગિબેરેલિક એસિડ: NAA); GA3); (iii) સાયટોકિનિન (ટ્રાન્સ-ઝીટીન) 1 × 10-5 M (iv) બ્રાસિનોસ્ટેરોઇડ્સ [સ્પિરોસ્ટન-6-વન, 3,5-ડાયહાઇડ્રોક્સી-, (3b,5a,25R)] 5 × 10-5; M. આ સાંદ્રતા પસંદ કરવામાં આવી હતી કારણ કે તે હકારાત્મક પ્રતિભાવો પ્રેરે છે અને ગરમીના તાણ સામે છોડનો પ્રતિકાર વધારે છે (ઝાહિર એટ અલ., 2001; વેન એટ અલ., 2010; એલ-બેસિઓની એટ અલ., 2012; સાલેહિફર એટ અલ., 2017). કોઈપણ છોડ વૃદ્ધિ નિયમનકાર સ્પ્રે વિના ચોખાના છોડને ફક્ત નિસ્યંદિત પાણીથી સારવાર આપવામાં આવી હતી. બધા ચોખાના છોડને હેન્ડ સ્પ્રેયરથી છંટકાવ કરવામાં આવ્યો હતો. પાંદડાઓની ઉપર અને નીચેની સપાટીને ભેજવા માટે છોડ પર 20 મિલી H2O લાગુ કરો. બધા પાંદડાવાળા સ્પ્રેમાં કૃષિ સહાયક (એગ્રોટિન, બેયર ક્રોપસાયન્સ, કોલંબિયા) 0.1% (v/v) પર ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. વાસણ અને સ્પ્રેયર વચ્ચેનું અંતર 30 સે.મી. છે.
દરેક પ્રયોગમાં પ્રથમ પર્ણસમૂહ સ્પ્રે (47 DAE) પછી 5 દિવસ પછી ગરમીના તાણની સારવાર આપવામાં આવી. ચોખાના છોડને ગ્રીનહાઉસમાંથી 294 લિટર ગ્રોથ ચેમ્બર (MLR-351H, સાન્યો, IL, USA) માં સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવ્યા હતા જેથી ગરમીનો તાણ સ્થાપિત થાય અથવા સમાન પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓ (47 DAE) જાળવી શકાય. ચેમ્બરને નીચેના દિવસ/રાત્રિના તાપમાન પર સેટ કરીને સંયુક્ત ગરમીના તાણની સારવાર હાથ ધરવામાં આવી: દિવસના ઉચ્ચ તાપમાન [5 કલાક માટે 40°C (11:00 થી 16:00 સુધી)] અને રાત્રિનો સમયગાળો [5 કલાક માટે 30°C]. સતત 8 દિવસ (19:00 થી 24:00 સુધી). અગાઉના અભ્યાસો (Sánchez-Reynoso et al. 2014; Alvarado-Sanabría et al. 2017) ના આધારે તણાવનું તાપમાન અને સંપર્કનો સમય પસંદ કરવામાં આવ્યો હતો. બીજી બાજુ, ગ્રોથ ચેમ્બરમાં સ્થાનાંતરિત છોડના જૂથને ગ્રીનહાઉસમાં સમાન તાપમાને (દિવસ દરમિયાન 30°C/રાત્રે 25°C) સતત 8 દિવસ સુધી રાખવામાં આવ્યા હતા.
પ્રયોગના અંતે, નીચેના સારવાર જૂથો મેળવવામાં આવ્યા હતા: (i) વૃદ્ધિ તાપમાન સ્થિતિ + નિસ્યંદિત પાણીનો ઉપયોગ [સંપૂર્ણ નિયંત્રણ (AC)], (ii) ગરમી તણાવ સ્થિતિ + નિસ્યંદિત પાણીનો ઉપયોગ [ગરમી તણાવ નિયંત્રણ (SC)], (iii) ગરમી તણાવ સ્થિતિ + ઓક્સિન એપ્લિકેશન (AUX), (iv) ગરમી તણાવ સ્થિતિ + ગિબેરેલિન એપ્લિકેશન (GA), (v) ગરમી તણાવ સ્થિતિ + સાયટોકિનિન એપ્લિકેશન (CK), અને (vi) ગરમી તણાવ સ્થિતિ + બ્રેસિનોસ્ટેરોઇડ (BR) પરિશિષ્ટ. આ સારવાર જૂથોનો ઉપયોગ બે જીનોટાઇપ્સ (F67 અને F2000) માટે કરવામાં આવ્યો હતો. બધી સારવારો સંપૂર્ણપણે રેન્ડમાઇઝ્ડ ડિઝાઇનમાં પાંચ પ્રતિકૃતિઓ સાથે હાથ ધરવામાં આવી હતી, જેમાં દરેકમાં એક છોડનો સમાવેશ થતો હતો. દરેક છોડનો ઉપયોગ પ્રયોગના અંતે નક્કી કરાયેલા ચલોને વાંચવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. પ્રયોગ 55 DAE સુધી ચાલ્યો.
0 થી 1000 mmol m-2 s-1 સુધીના પોર્ટેબલ પોરોસોમીટર (SC-1, METER ગ્રુપ ઇન્ક., USA) નો ઉપયોગ કરીને સ્ટોમેટલ વાહકતા (gs) માપવામાં આવી હતી, જેમાં 6.35 mm ના સેમ્પલ ચેમ્બર એપરચરનો સમાવેશ થાય છે. છોડના મુખ્ય અંકુરને સંપૂર્ણપણે વિસ્તૃત કરીને પરિપક્વ પાંદડા પર સ્ટોમેટર પ્રોબ જોડીને માપ લેવામાં આવે છે. દરેક સારવાર માટે, દરેક છોડના ત્રણ પાંદડા પર 11:00 થી 16:00 ની વચ્ચે gs રીડિંગ્સ લેવામાં આવ્યા હતા અને સરેરાશ લેવામાં આવ્યા હતા.
RWC ઘૌલમ એટ અલ. (2002) દ્વારા વર્ણવેલ પદ્ધતિ અનુસાર નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું. G નક્કી કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતી સંપૂર્ણ વિસ્તૃત શીટનો ઉપયોગ RWC માપવા માટે પણ કરવામાં આવતો હતો. ડિજિટલ સ્કેલનો ઉપયોગ કરીને લણણી પછી તરત જ તાજું વજન (FW) નક્કી કરવામાં આવતું હતું. ત્યારબાદ પાંદડા પાણીથી ભરેલા પ્લાસ્ટિકના કન્ટેનરમાં મૂકવામાં આવ્યા હતા અને ઓરડાના તાપમાને (22°C) 48 કલાક માટે અંધારામાં છોડી દેવામાં આવ્યા હતા. પછી ડિજિટલ સ્કેલ પર વજન કરો અને વિસ્તૃત વજન (TW) રેકોર્ડ કરો. ફૂલેલા પાંદડાઓને 75°C પર 48 કલાક માટે ઓવનમાં સૂકવવામાં આવ્યા હતા અને તેમનું સૂકું વજન (DW) રેકોર્ડ કરવામાં આવ્યું હતું.
ક્લોરોફિલ મીટર (atLeafmeter, FT Green LLC, USA) નો ઉપયોગ કરીને સંબંધિત ક્લોરોફિલ સામગ્રી નક્કી કરવામાં આવી હતી અને atLeaf એકમોમાં વ્યક્ત કરવામાં આવી હતી (Dey et al., 2016). PSII મહત્તમ ક્વોન્ટમ કાર્યક્ષમતા રીડિંગ્સ (Fv/Fm ગુણોત્તર) સતત ઉત્તેજના ક્લોરોફિલ ફ્લોરોમીટર (Handy PEA, Hansatech Instruments, UK) નો ઉપયોગ કરીને રેકોર્ડ કરવામાં આવી હતી. Fv/Fm માપન પહેલાં 20 મિનિટ માટે પાંદડાના ક્લેમ્પ્સનો ઉપયોગ કરીને પાંદડાને ઘાટા-અનુકૂલિત કરવામાં આવ્યા હતા (Restrepo-Diaz અને Garces-Varon, 2013). પાંદડા ઘાટા અનુકૂલિત થયા પછી, બેઝલાઇન (F0) અને મહત્તમ ફ્લોરોસિનેન્સ (Fm) માપવામાં આવ્યા હતા. આ ડેટામાંથી, ચલ ફ્લોરોસિનેન્સ (Fv = Fm – F0), ચલ ફ્લોરોસિનેન્સનો મહત્તમ ફ્લોરોસિનેન્સ (Fv/Fm) નો ગુણોત્તર, PSII ફોટોકેમિસ્ટ્રી (Fv/F0) નો મહત્તમ ક્વોન્ટમ ઉપજ અને ગુણોત્તર Fm/F0 ની ગણતરી કરવામાં આવી હતી (બેકર, 2008; લી et al. ., 2017). gs માપન માટે ઉપયોગમાં લેવાતા સમાન પાંદડાઓ પર સંબંધિત હરિતદ્રવ્ય અને હરિતદ્રવ્ય ફ્લોરોસેન્સ રીડિંગ્સ લેવામાં આવ્યા હતા.
બાયોકેમિકલ ચલ તરીકે આશરે 800 મિલિગ્રામ પાંદડાના તાજા વજનને એકત્રિત કરવામાં આવ્યું હતું. ત્યારબાદ પાંદડાના નમૂનાઓને પ્રવાહી નાઇટ્રોજનમાં એકરૂપ કરવામાં આવ્યા હતા અને વધુ વિશ્લેષણ માટે સંગ્રહિત કરવામાં આવ્યા હતા. ટીશ્યુ ક્લોરોફિલ a, b અને કેરોટીનોઇડ સામગ્રીનો અંદાજ કાઢવા માટે વપરાતી સ્પેક્ટ્રોમેટ્રિક પદ્ધતિ વેલબર્ન (1994) દ્વારા વર્ણવેલ પદ્ધતિ અને સમીકરણો પર આધારિત છે. 80% એસીટોનના 3 મિલીમાં પાંદડાના પેશીના નમૂનાઓ (30 મિલિગ્રામ) એકત્રિત કરવામાં આવ્યા હતા અને એકરૂપ કરવામાં આવ્યા હતા. ત્યારબાદ નમૂનાઓને કણો દૂર કરવા માટે 10 મિનિટ માટે 5000 rpm પર સેન્ટ્રીફ્યુજ કરવામાં આવ્યા હતા (મોડેલ 420101, બેક્ટન ડિકિન્સન પ્રાઇમરી કેર ડાયગ્નોસ્ટિક્સ, યુએસએ). સુપરનેટન્ટને 80% એસીટોન ઉમેરીને 6 મિલીના અંતિમ જથ્થામાં પાતળું કરવામાં આવ્યું હતું (સિમ્સ અને ગેમન, 2002). સ્પેક્ટ્રોફોટોમીટર (સ્પેક્ટ્રોનિક બાયોમેટ 3 યુવી-વિઝ, થર્મો, યુએસએ) નો ઉપયોગ કરીને હરિતદ્રવ્યનું પ્રમાણ 663 (ક્લોરોફિલ a) અને 646 (ક્લોરોફિલ b) nm અને કેરોટીનોઇડ્સ 470 nm પર નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું.
હોજેસ એટ અલ. (1999) દ્વારા વર્ણવેલ થિયોબાર્બિટ્યુરિક એસિડ (TBA) પદ્ધતિનો ઉપયોગ મેમ્બ્રેન લિપિડ પેરોક્સિડેશન (MDA) નું મૂલ્યાંકન કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. લગભગ 0.3 ગ્રામ પાંદડાની પેશીઓને પણ પ્રવાહી નાઇટ્રોજનમાં એકરૂપ કરવામાં આવી હતી. નમૂનાઓને 5000 rpm પર સેન્ટ્રીફ્યુજ કરવામાં આવ્યા હતા અને શોષણ 440, 532 અને 600 nm પર સ્પેક્ટ્રોફોટોમીટર પર માપવામાં આવ્યું હતું. અંતે, લુપ્તતા ગુણાંક (157 M mL−1) નો ઉપયોગ કરીને MDA સાંદ્રતાની ગણતરી કરવામાં આવી હતી.
બેટ્સ એટ અલ. (૧૯૭૩) દ્વારા વર્ણવેલ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને બધી સારવારમાં પ્રોલાઇનનું પ્રમાણ નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું. સંગ્રહિત નમૂનામાં સલ્ફોસાલિસિલિક એસિડના ૩% જલીય દ્રાવણના ૧૦ મિલી ઉમેરો અને વોટમેન ફિલ્ટર પેપર (નં. ૨) દ્વારા ફિલ્ટર કરો. પછી આ ફિલ્ટરેટના ૨ મિલીને ૨ મિલી નિનહાઇડ્રિક એસિડ અને ૨ મિલી ગ્લેશિયલ એસિટિક એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા આપવામાં આવી. મિશ્રણને ૯૦°C તાપમાને ૧ કલાક માટે પાણીના સ્નાનમાં મૂકવામાં આવ્યું. બરફ પર ઇન્ક્યુબેશન કરીને પ્રતિક્રિયા બંધ કરો. વોર્ટેક્સ શેકરનો ઉપયોગ કરીને ટ્યુબને જોરશોરથી હલાવો અને પરિણામી દ્રાવણને ૪ મિલી ટોલ્યુએનમાં ઓગાળો. પ્રકાશસંશ્લેષણ રંગદ્રવ્યોના જથ્થાત્મકકરણ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા સમાન સ્પેક્ટ્રોફોટોમીટર (સ્પેક્ટ્રોનિક બાયોમેટ ૩ યુવી-વિસ, થર્મો, મેડિસન, WI, યુએસએ) નો ઉપયોગ કરીને ૫૨૦ nm પર શોષણ રીડિંગ્સ નક્કી કરવામાં આવ્યા હતા.
ગેરહાર્ડ્સ એટ અલ. (૨૦૧૬) દ્વારા કેનોપી તાપમાન અને CSI ની ગણતરી કરવા માટે વર્ણવેલ પદ્ધતિ. તાણ સમયગાળાના અંતે ±૨°C ની ચોકસાઈ સાથે FLIR 2 કેમેરા (FLIR સિસ્ટમ્સ ઇન્ક., બોસ્ટન, MA, USA) વડે થર્મલ ફોટોગ્રાફ્સ લેવામાં આવ્યા હતા. ફોટોગ્રાફી માટે પ્લાન્ટની પાછળ સફેદ સપાટી મૂકો. ફરીથી, બે ફેક્ટરીઓને સંદર્ભ મોડેલ તરીકે ગણવામાં આવ્યા હતા. છોડને સફેદ સપાટી પર મૂકવામાં આવ્યા હતા; એકને કૃષિ સહાયક (એગ્રોટિન, બેયર ક્રોપસાયન્સ, બોગોટા, કોલંબિયા) સાથે કોટેડ કરવામાં આવ્યું હતું જેથી બધા સ્ટોમાટા [ભીના મોડ (ટ્વેટ)] ના ઉદઘાટનનું અનુકરણ કરી શકાય, અને બીજું કોઈપણ એપ્લિકેશન વિનાનું પાન હતું [ડ્રાય મોડ (Tdry)] (કાસ્ટ્રો -ડ્યુક એટ અલ., ૨૦૨૦). ફિલ્માંકન દરમિયાન કેમેરા અને પોટ વચ્ચેનું અંતર ૧ મીટર હતું.
આ અભ્યાસમાં મૂલ્યાંકન કરાયેલ સારવાર કરાયેલ જીનોટાઇપ્સની સહનશીલતા નક્કી કરવા માટે, નિયંત્રણ છોડ (તાણ સારવાર વિના અને વૃદ્ધિ નિયમનકારો લાગુ કરાયેલા છોડ) ની તુલનામાં સારવાર કરાયેલ છોડના સ્ટોમેટલ વાહકતા (gs) નો ઉપયોગ કરીને પરોક્ષ રીતે સંબંધિત સહિષ્ણુતા સૂચકાંકની ગણતરી કરવામાં આવી હતી. ચાવેઝ-એરિયાસ એટ અલ. (2020) માંથી સ્વીકારવામાં આવેલા સમીકરણનો ઉપયોગ કરીને RTI મેળવવામાં આવ્યું હતું.
દરેક પ્રયોગમાં, ઉપર જણાવેલ તમામ શારીરિક ચલો ઉપલા છત્રમાંથી એકત્રિત કરવામાં આવેલા સંપૂર્ણ વિસ્તૃત પાંદડાઓનો ઉપયોગ કરીને 55 DAE પર નક્કી અને રેકોર્ડ કરવામાં આવ્યા હતા. વધુમાં, છોડ ઉગે છે તે પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓમાં ફેરફાર ટાળવા માટે વૃદ્ધિ ચેમ્બરમાં માપન હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું.
પ્રથમ અને બીજા પ્રયોગોમાંથી મળેલા ડેટાનું વિશ્લેષણ પ્રયોગોની શ્રેણી તરીકે એકસાથે કરવામાં આવ્યું. દરેક પ્રાયોગિક જૂથમાં 5 છોડ હતા, અને દરેક છોડ એક પ્રાયોગિક એકમ બનાવતો હતો. ભિન્નતાનું વિશ્લેષણ (ANOVA) કરવામાં આવ્યું (P ≤ 0.05). જ્યારે નોંધપાત્ર તફાવતો મળી આવ્યા, ત્યારે ટુકીના પોસ્ટ હોક તુલનાત્મક પરીક્ષણનો ઉપયોગ P ≤ 0.05 પર કરવામાં આવ્યો. ટકાવારી મૂલ્યોને કન્વર્ટ કરવા માટે આર્ક્સાઇન ફંક્શનનો ઉપયોગ કરો. ડેટાનું વિશ્લેષણ સ્ટેટિસ્ટિક્સ v 9.0 સોફ્ટવેર (એનાલિટીકલ સોફ્ટવેર, તલાહસી, FL, USA) નો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવ્યું અને સિગ્માપ્લોટ (સંસ્કરણ 10.0; સિસ્ટેટ સોફ્ટવેર, સાન જોસ, CA, USA) નો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવ્યું. અભ્યાસ હેઠળના શ્રેષ્ઠ છોડ વૃદ્ધિ નિયમનકારોને ઓળખવા માટે ઇન્ફોસ્ટેટ 2016 સોફ્ટવેર (એનાલિસિસ સોફ્ટવેર, નેશનલ યુનિવર્સિટી ઓફ કોર્ડોબા, આર્જેન્ટિના) નો ઉપયોગ કરીને મુખ્ય ઘટક વિશ્લેષણ હાથ ધરવામાં આવ્યું.
કોષ્ટક 1 ANOVA નો સારાંશ આપે છે જેમાં પ્રયોગો, વિવિધ સારવારો અને પાંદડાના પ્રકાશસંશ્લેષણ રંગદ્રવ્યો (ક્લોરોફિલ a, b, કુલ અને કેરોટીનોઇડ્સ), મેલોન્ડિયાલ્ડીહાઇડ (MDA) અને પ્રોલાઇન સામગ્રી, અને સ્ટોમેટલ વાહકતા સાથેની તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ દર્શાવવામાં આવી છે. gs ની અસર, સંબંધિત પાણીની સામગ્રી. (RWC), હરિતદ્રવ્ય સામગ્રી, હરિતદ્રવ્ય આલ્ફા ફ્લોરોસેન્સ પરિમાણો, તાજ તાપમાન (PCT) (°C), પાક તણાવ સૂચકાંક (CSI) અને ચોખાના છોડનો સંબંધિત સહિષ્ણુતા સૂચકાંક 55 DAE પર.
કોષ્ટક 1. પ્રયોગો (જીનોટાઇપ્સ) અને ગરમીના તાણની સારવાર વચ્ચે ચોખાના શારીરિક અને બાયોકેમિકલ ચલો પર ANOVA ડેટાનો સારાંશ.
પાંદડાના પ્રકાશસંશ્લેષણ રંગદ્રવ્યની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ, સંબંધિત હરિતદ્રવ્ય સામગ્રી (એટલીફ રીડિંગ્સ), અને પ્રયોગો અને સારવાર વચ્ચે આલ્ફા-હરિતદ્રવ્ય ફ્લોરોસેન્સ પરિમાણોમાં તફાવત (P≤0.01) કોષ્ટક 2 માં દર્શાવવામાં આવ્યા છે. દિવસ અને રાત્રિના ઊંચા તાપમાને કુલ હરિતદ્રવ્ય અને કેરોટીનોઇડ સામગ્રીમાં વધારો કર્યો. શ્રેષ્ઠ તાપમાન પરિસ્થિતિઓ (2.67 mg g -1) હેઠળ ઉગાડવામાં આવતા છોડની તુલનામાં, ફાયટોહોર્મોન્સ (2.36 mg g-1 "F67" માટે અને 2.56 mg g-1 "F2000" માટે) ના પાંદડા પર છંટકાવ વિના ચોખાના રોપાઓમાં કુલ હરિતદ્રવ્ય સામગ્રી ઓછી જોવા મળી. બંને પ્રયોગોમાં, "F67" 2.80 mg g-1 અને "F2000" 2.80 mg g-1 હતું. વધુમાં, ગરમીના તાણ હેઠળ AUX અને GA સ્પ્રેના મિશ્રણથી સારવાર કરાયેલા ચોખાના રોપાઓમાં બંને જીનોટાઇપમાં ક્લોરોફિલ સામગ્રીમાં ઘટાડો જોવા મળ્યો (AUX = 1.96 mg g-1 અને GA = 1.45 mg g-1 “F67” માટે; AUX = 1.96 mg g-1 અને GA = 1.45 mg g-1 “F67″ માટે; AUX = 2.24 mg) g-1 અને GA = 1.43 mg g-1 (“F2000″ માટે) ગરમીના તાણની સ્થિતિમાં. ગરમીના તાણની સ્થિતિમાં, BR સાથે પાંદડા પર સારવાર કરવાથી બંને જીનોટાઇપમાં આ ચલ (AUX, GA, BR, SC અને AC સારવાર) માં થોડો વધારો થયો. અંતે, CK પાંદડા પર સ્પ્રેએ જીનોટાઇપ F67 (3.24 mg g-1) અને F2000 (3.65 mg g-1) માં તમામ સારવાર (AUX, GA, BR, SC અને AC સારવાર) માં સૌથી વધુ પ્રકાશસંશ્લેષણ રંગદ્રવ્ય મૂલ્યો દર્શાવ્યા. સંયુક્ત ગરમીના તાણ દ્વારા હરિતદ્રવ્ય (એટલીફ યુનિટ) ની સંબંધિત સામગ્રીમાં પણ ઘટાડો થયો હતો. બંને જીનોટાઇપમાં CC સાથે છંટકાવ કરાયેલા છોડમાં પણ સૌથી વધુ મૂલ્યો નોંધાયા હતા (“F67” માટે 41.66 અને “F2000” માટે 49.30). Fv અને Fv/Fm ગુણોત્તરે સારવાર અને કલ્ટીવાર વચ્ચે નોંધપાત્ર તફાવત દર્શાવ્યો હતો (કોષ્ટક 2). એકંદરે, આ ચલોમાં, કલ્ટીવાર F67 કલ્ટીવાર F2000 કરતાં ગરમીના તાણ માટે ઓછી સંવેદનશીલ હતી. બીજા પ્રયોગમાં Fv અને Fv/Fm ગુણોત્તર વધુ સહન કર્યું. તણાવગ્રસ્ત 'F2000' રોપાઓ કે જે કોઈપણ ફાયટોહોર્મોન્સ સાથે છંટકાવ કરવામાં આવ્યા ન હતા તેમાં સૌથી ઓછા Fv મૂલ્યો (2120.15) અને Fv/Fm ગુણોત્તર (0.59) હતા, પરંતુ CK સાથે પાંદડા પર છંટકાવ કરવાથી આ મૂલ્યો પુનઃસ્થાપિત કરવામાં મદદ મળી (Fv: 2591, 89, Fv/Fm ગુણોત્તર: 0.73). , શ્રેષ્ઠ તાપમાન પરિસ્થિતિઓમાં ઉગાડવામાં આવેલા "F2000" છોડ પર નોંધાયેલા રીડિંગ્સ જેવા જ રીડિંગ્સ પ્રાપ્ત થયા (Fv: 2955.35, Fv/Fm ગુણોત્તર: 0.73:0.72). પ્રારંભિક ફ્લોરોસેન્સ (F0), મહત્તમ ફ્લોરોસેન્સ (Fm), PSII (Fv/F0) ના મહત્તમ ફોટોકેમિકલ ક્વોન્ટમ ઉપજ અને Fm/F0 ગુણોત્તરમાં કોઈ નોંધપાત્ર તફાવત નહોતા. અંતે, BR એ CK (Fv 2545.06, Fv/Fm ગુણોત્તર 0.73) સાથે અવલોકન કરાયેલ સમાન વલણ દર્શાવ્યું.
કોષ્ટક 2. પાંદડાના પ્રકાશસંશ્લેષણ રંગદ્રવ્યો પર સંયુક્ત ગરમીના તાણ (40°/30°C દિવસ/રાત) ની અસર [કુલ હરિતદ્રવ્ય (Chl કુલ), હરિતદ્રવ્ય a (Chl a), હરિતદ્રવ્ય b (Chl b) અને કેરોટીનોઇડ્સ Cx+c] અસર], સંબંધિત હરિતદ્રવ્ય સામગ્રી (એટલિફ યુનિટ), હરિતદ્રવ્ય ફ્લોરોસેન્સ પરિમાણો (પ્રારંભિક ફ્લોરોસેન્સ (F0), મહત્તમ ફ્લોરોસેન્સ (Fm), ચલ ફ્લોરોસેન્સ (Fv), મહત્તમ PSII કાર્યક્ષમતા (Fv/Fm), બે ચોખાના જીનોટાઇપ [ફેડરરોઝ 67 (F67) અને ફેડરરોઝ 2000 (F2000)] ના છોડમાં ઉદભવ (DAE) ના 55 દિવસ પછી PSII (Fv/F0) અને Fm/F0 ની ફોટોકેમિકલ મહત્તમ ક્વોન્ટમ ઉપજ.
અલગ રીતે સારવાર કરાયેલા ચોખાના છોડના સંબંધિત પાણીનું પ્રમાણ (RWC) પ્રાયોગિક અને પાંદડા પરની સારવાર વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાં તફાવત (P ≤ 0.05) દર્શાવે છે (આકૃતિ 1A). SA સાથે સારવાર કરવામાં આવે ત્યારે, બંને જીનોટાઇપ માટે સૌથી ઓછા મૂલ્યો નોંધાયા હતા (F67 માટે 74.01% અને F2000 માટે 76.6%). ગરમીના તાણની સ્થિતિમાં, વિવિધ ફાયટોહોર્મોન્સ સાથે સારવાર કરાયેલા બંને જીનોટાઇપના ચોખાના છોડના RWCમાં નોંધપાત્ર વધારો થયો. એકંદરે, CK, GA, AUX, અથવા BR ના પાંદડા પરના ઉપયોગથી પ્રયોગ દરમિયાન શ્રેષ્ઠ પરિસ્થિતિઓમાં ઉગાડવામાં આવેલા છોડના મૂલ્યો જેવા RWC મૂલ્યો સુધી વધારો થયો. સંપૂર્ણ નિયંત્રણ અને પાંદડા પર છંટકાવ કરાયેલા છોડે બંને જીનોટાઇપ માટે લગભગ 83% મૂલ્યો રેકોર્ડ કર્યા. બીજી બાજુ, gs એ પણ પ્રયોગ-ઉપચાર ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાં નોંધપાત્ર તફાવત (P ≤ 0.01) દર્શાવ્યા (આકૃતિ 1B). સંપૂર્ણ નિયંત્રણ (AC) પ્લાન્ટે દરેક જીનોટાઇપ માટે સૌથી વધુ મૂલ્યો પણ રેકોર્ડ કર્યા (F67 માટે 440.65 mmol m-2s-1 અને F2000 માટે 511.02 mmol m-2s-1). સંયુક્ત ગરમીના તાણનો ભોગ બનેલા ચોખાના છોડે બંને જીનોટાઇપ માટે સૌથી ઓછા gs મૂલ્યો દર્શાવ્યા (F67 માટે 150.60 mmol m-2s-1 અને F2000 માટે 171.32 mmol m-2s-1). બધા છોડ વૃદ્ધિ નિયમનકારો સાથે પાંદડા પર સારવાર કરવાથી પણ g વધારો થયો. CC સાથે છાંટવામાં આવેલા F2000 ચોખાના છોડ પર, ફાયટોહોર્મોન્સ સાથે પાંદડા પર છંટકાવની અસર વધુ સ્પષ્ટ હતી. છોડના આ જૂથે સંપૂર્ણ નિયંત્રણ છોડ (AC 511.02 અને CC 499.25 mmol m-2s-1) ની તુલનામાં કોઈ તફાવત દર્શાવ્યો નથી.
આકૃતિ 1. ઉદભવ પછી 55 દિવસ (DAE) પર બે ચોખાના જીનોટાઇપ (F67 અને F2000) ના છોડમાં સંબંધિત પાણીની સામગ્રી (RWC) (A), સ્ટોમેટલ વાહકતા (gs) (B), મેલોન્ડિયાલ્ડીહાઇડ (MDA) ઉત્પાદન (C), અને પ્રોલાઇન સામગ્રી (D) પર સંયુક્ત ગરમીના તાણ (40°/30°C દિવસ/રાત) ની અસર. દરેક જીનોટાઇપ માટે મૂલ્યાંકન કરાયેલ સારવારમાં શામેલ છે: સંપૂર્ણ નિયંત્રણ (AC), ગરમીના તાણ નિયંત્રણ (SC), ગરમીનો તાણ + ઓક્સિન (AUX), ગરમીનો તાણ + ગિબેરેલિન (GA), ગરમીનો તાણ + કોષ મિટોજેન (CK), અને ગરમીનો તાણ + બ્રેસિનોસ્ટેરોઇડ. (BR). દરેક સ્તંભ પાંચ ડેટા પોઇન્ટ (n = 5) ની સરેરાશ ± માનક ભૂલ દર્શાવે છે. વિવિધ અક્ષરો દ્વારા અનુસરવામાં આવેલા સ્તંભો ટુકીના પરીક્ષણ (P ≤ 0.05) અનુસાર આંકડાકીય રીતે નોંધપાત્ર તફાવત દર્શાવે છે. સમાન ચિહ્નવાળા અક્ષરો સૂચવે છે કે સરેરાશ આંકડાકીય રીતે મહત્વપૂર્ણ નથી (≤ 0.05).
MDA (P ≤ 0.01) અને પ્રોલાઇન (P ≤ 0.01) સામગ્રીઓએ પણ પ્રયોગ અને ફાયટોહોર્મોન સારવાર વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાં નોંધપાત્ર તફાવત દર્શાવ્યો (આકૃતિ 1C, D). બંને જીનોટાઇપ્સ (આકૃતિ 1C) માં SC સારવાર સાથે લિપિડ પેરોક્સિડેશનમાં વધારો જોવા મળ્યો, જોકે પાંદડા વૃદ્ધિ નિયમનકાર સ્પ્રે સાથે સારવાર કરાયેલા છોડે બંને જીનોટાઇપ્સમાં લિપિડ પેરોક્સિડેશનમાં ઘટાડો દર્શાવ્યો; સામાન્ય રીતે, ફાયટોહોર્મોન્સ (CA, AUC, BR અથવા GA) નો ઉપયોગ લિપિડ પેરોક્સિડેશન (MDA સામગ્રી) માં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે. બે જીનોટાઇપ ધરાવતા AC છોડ અને ગરમીના તાણ હેઠળના છોડ અને ફાયટોહોર્મોન્સનો છંટકાવ કરાયેલા છોડ વચ્ચે કોઈ તફાવત જોવા મળ્યો નથી (“F67” છોડમાં અવલોકન કરાયેલ FW મૂલ્યો 4.38–6.77 µmol g-1 સુધી હતા, અને FW “F2000” છોડમાં “અવલોકન કરાયેલ મૂલ્યો 2.84 થી 9.18 µmol g-1 (છોડ) સુધી હતા. બીજી બાજુ, “F67” છોડમાં પ્રોલાઇન સંશ્લેષણ સંયુક્ત તાણ હેઠળના “F2000” છોડ કરતા ઓછું હતું, જેના કારણે પ્રોલાઇન ઉત્પાદનમાં વધારો થયો. ગરમીના તાણ હેઠળના ચોખાના છોડમાં, બંને પ્રયોગોમાં, એવું જોવા મળ્યું કે આ હોર્મોન્સના વહીવટથી F2000 છોડમાં એમિનો એસિડનું પ્રમાણ નોંધપાત્ર રીતે વધ્યું (AUX અને BR અનુક્રમે 30.44 અને 18.34 µmol g-1 હતા) (આકૃતિ 1G).
છોડના છત્ર તાપમાન અને સંબંધિત સહિષ્ણુતા સૂચકાંક (RTI) પર પાંદડાવાળા છોડના વિકાસ નિયમનકાર સ્પ્રે અને સંયુક્ત ગરમીના તાણની અસરો આકૃતિ 2A અને B માં દર્શાવવામાં આવી છે. બંને જીનોટાઇપ માટે, AC છોડનું છત્ર તાપમાન 27°C ની નજીક હતું, અને SC છોડનું લગભગ 28°C હતું. સાથે. એવું પણ જોવા મળ્યું કે CK અને BR સાથે પાંદડાવાળા ઉપચારથી SC છોડની તુલનામાં છત્ર તાપમાનમાં 2-3°C નો ઘટાડો થયો (આકૃતિ 2A). RTI એ અન્ય શારીરિક ચલો જેવું જ વર્તન દર્શાવ્યું, જે પ્રયોગ અને સારવાર વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાં નોંધપાત્ર તફાવત (P ≤ 0.01) દર્શાવે છે (આકૃતિ 2B). SC છોડ બંને જીનોટાઇપમાં ઓછી છોડ સહિષ્ણુતા દર્શાવે છે (અનુક્રમે "F67" અને "F2000" ચોખાના છોડ માટે 34.18% અને 33.52%). ફાયટોહોર્મોન્સના પાંદડાવાળા ખોરાકથી ઉચ્ચ તાપમાનના તાણના સંપર્કમાં આવતા છોડમાં RTI સુધરે છે. આ અસર CC સાથે છંટકાવ કરાયેલા "F2000" છોડમાં વધુ સ્પષ્ટ જોવા મળી હતી, જેમાં RTI 97.69 હતું. બીજી બાજુ, પાંદડાવાળા પરિબળ સ્પ્રે તણાવની પરિસ્થિતિઓ (P ≤ 0.01) (આકૃતિ 2B) હેઠળ ચોખાના છોડના ઉપજ તણાવ સૂચકાંક (CSI) માં જ નોંધપાત્ર તફાવત જોવા મળ્યો હતો. જટિલ ગરમીના તણાવનો ભોગ બનેલા ચોખાના છોડમાં જ સૌથી વધુ તણાવ સૂચકાંક મૂલ્ય (0.816) દર્શાવવામાં આવ્યું હતું. જ્યારે ચોખાના છોડ પર વિવિધ ફાયટોહોર્મોન્સનો છંટકાવ કરવામાં આવ્યો હતો, ત્યારે તણાવ સૂચકાંક ઓછો હતો (0.6 થી 0.67 સુધી). અંતે, શ્રેષ્ઠ પરિસ્થિતિઓમાં ઉગાડવામાં આવેલા ચોખાના છોડનું મૂલ્ય 0.138 હતું.
આકૃતિ 2. બે છોડની પ્રજાતિઓના કેનોપી તાપમાન (A), સંબંધિત સહિષ્ણુતા સૂચકાંક (RTI) (B), અને પાક તણાવ સૂચકાંક (CSI) (C) પર સંયુક્ત ગરમીના તાણ (40°/30°C દિવસ/રાત) ની અસરો. વાણિજ્યિક ચોખાના જીનોટાઇપ્સ (F67 અને F2000) ને અલગ અલગ ગરમીની સારવાર આપવામાં આવી હતી. દરેક જીનોટાઇપ માટે મૂલ્યાંકન કરાયેલી સારવારમાં શામેલ છે: સંપૂર્ણ નિયંત્રણ (AC), ગરમીનો તાણ નિયંત્રણ (SC), ગરમીનો તાણ + ઓક્સિન (AUX), ગરમીનો તાણ + ગિબેરેલિન (GA), ગરમીનો તાણ + કોષ મિટોજેન (CK), અને ગરમીનો તાણ + બ્રેસિનોસ્ટેરોઇડ. (BR). સંયુક્ત ગરમીના તાણમાં ચોખાના છોડને દિવસ/રાતના ઊંચા તાપમાન (40°/30°C દિવસ/રાત) માં ખુલ્લા પાડવાનો સમાવેશ થાય છે. દરેક સ્તંભ સરેરાશ ± પાંચ ડેટા પોઈન્ટ (n = 5) ની માનક ભૂલ દર્શાવે છે. વિવિધ અક્ષરો દ્વારા અનુસરવામાં આવતા સ્તંભો ટુકીના પરીક્ષણ (P ≤ 0.05) અનુસાર આંકડાકીય રીતે નોંધપાત્ર તફાવતો દર્શાવે છે. સમાન ચિહ્નવાળા અક્ષરો સૂચવે છે કે સરેરાશ આંકડાકીય રીતે મહત્વપૂર્ણ નથી (≤ 0.05).
મુખ્ય ઘટક વિશ્લેષણ (PCA) એ જાહેર કર્યું કે 55 DAE પર મૂલ્યાંકન કરાયેલા ચલો ગરમી-તણાવગ્રસ્ત ચોખાના છોડના વૃદ્ધિ નિયમનકાર સ્પ્રે (આકૃતિ 3) સાથે સારવાર કરાયેલ શારીરિક અને બાયોકેમિકલ પ્રતિભાવોના 66.1% સમજાવે છે. વેક્ટર્સ ચલો દર્શાવે છે અને બિંદુઓ છોડ વૃદ્ધિ નિયમનકારો (GRs) દર્શાવે છે. gs, હરિતદ્રવ્ય સામગ્રી, PSII ની મહત્તમ ક્વોન્ટમ કાર્યક્ષમતા (Fv/Fm) અને બાયોકેમિકલ પરિમાણો (TChl, MDA અને પ્રોલાઇન) ના વેક્ટર્સ મૂળના નજીકના ખૂણા પર છે, જે છોડ અને તેમના શારીરિક વર્તન વચ્ચે ઉચ્ચ સહસંબંધ દર્શાવે છે. ચલ. એક જૂથ (V) માં શ્રેષ્ઠ તાપમાન (AT) પર ઉગાડવામાં આવેલા ચોખાના રોપાઓ અને CK અને BA સાથે સારવાર કરાયેલ F2000 છોડનો સમાવેશ થાય છે. તે જ સમયે, GR સાથે સારવાર કરાયેલા મોટાભાગના છોડે એક અલગ જૂથ (IV) બનાવ્યું, અને F2000 માં GA સાથે સારવારથી એક અલગ જૂથ (II) બનાવ્યું. તેનાથી વિપરીત, ગરમીના તાણ હેઠળના ચોખાના રોપાઓ (જૂથ I અને III) જેમાં ફાયટોહોર્મોન્સનો છંટકાવ કરવામાં આવ્યો ન હતો (બંને જીનોટાઇપ SC હતા) જૂથ V ની વિરુદ્ધ ઝોનમાં સ્થિત હતા, જે છોડના શરીરવિજ્ઞાન પર ગરમીના તાણની અસર દર્શાવે છે.
આકૃતિ 3. ઉદભવ પછી 55 દિવસ (DAE) પર બે ચોખાના જીનોટાઇપ (F67 અને F2000) ના છોડ પર સંયુક્ત ગરમીના તાણ (40°/30°C દિવસ/રાત) ની અસરોનું બાયોગ્રાફિકલ વિશ્લેષણ. સંક્ષિપ્ત શબ્દો: AC F67, સંપૂર્ણ નિયંત્રણ F67; SC F67, ગરમીના તાણ નિયંત્રણ F67; AUX F67, ગરમીનો તાણ + ઓક્સિન F67; GA F67, ગરમીનો તાણ + ગિબેરેલિન F67; CK F67, ગરમીનો તાણ + કોષ વિભાજન BR F67, ગરમીનો તાણ + બ્રેસિનોસ્ટેરોઇડ. F67; AC F2000, સંપૂર્ણ નિયંત્રણ F2000; SC F2000, ગરમીનો તાણ નિયંત્રણ F2000; AUX F2000, ગરમીનો તાણ + ઓક્સિન F2000; GA F2000, ગરમીનો તાણ + ગિબેરેલિન F2000; CK F2000, ગરમીનો તણાવ + સાયટોકિનિન, BR F2000, ગરમીનો તણાવ + બ્રાસ સ્ટીરોઈડ; F2000.
હરિતદ્રવ્ય સામગ્રી, સ્ટોમેટલ વાહકતા, Fv/Fm ગુણોત્તર, CSI, MDA, RTI અને પ્રોલાઇન સામગ્રી જેવા ચલ ચોખાના જીનોટાઇપ્સના અનુકૂલનને સમજવામાં અને ગરમીના તાણ હેઠળ કૃષિ વ્યૂહરચનાઓની અસરનું મૂલ્યાંકન કરવામાં મદદ કરી શકે છે (સારસુ એટ અલ., 2018; ક્વિન્ટેરો-કેલ્ડેરોન એટ અલ., 2021). આ પ્રયોગનો હેતુ જટિલ ગરમીના તાણની પરિસ્થિતિઓ હેઠળ ચોખાના રોપાઓના શારીરિક અને બાયોકેમિકલ પરિમાણો પર ચાર વૃદ્ધિ નિયમનકારોના ઉપયોગની અસરનું મૂલ્યાંકન કરવાનો હતો. ઉપલબ્ધ માળખાના કદ અથવા સ્થિતિના આધારે ચોખાના છોડના એક સાથે મૂલ્યાંકન માટે બીજ પરીક્ષણ એક સરળ અને ઝડપી પદ્ધતિ છે (સારસુ એટ અલ. 2018). આ અભ્યાસના પરિણામો દર્શાવે છે કે સંયુક્ત ગરમીનો તાણ બે ચોખાના જીનોટાઇપ્સમાં વિવિધ શારીરિક અને બાયોકેમિકલ પ્રતિભાવો પ્રેરિત કરે છે, જે અનુકૂલન પ્રક્રિયા સૂચવે છે. આ પરિણામો એ પણ દર્શાવે છે કે પર્ણસમૂહ વૃદ્ધિ નિયમનકાર સ્પ્રે (મુખ્યત્વે સાયટોકિનિન અને બ્રેસિનોસ્ટેરોઇડ્સ) ચોખાને જટિલ ગરમીના તાણમાં અનુકૂલન કરવામાં મદદ કરે છે કારણ કે તરફેણ મુખ્યત્વે gs, RWC, Fv/Fm ગુણોત્તર, પ્રકાશસંશ્લેષણ રંગદ્રવ્યો અને પ્રોલાઇન સામગ્રીને અસર કરે છે.
વૃદ્ધિ નિયમનકારોનો ઉપયોગ ગરમીના તાણ હેઠળ ચોખાના છોડની પાણીની સ્થિતિ સુધારવામાં મદદ કરે છે, જે ઉચ્ચ તાણ અને નીચા છોડના છત્ર તાપમાન સાથે સંકળાયેલ હોઈ શકે છે. આ અભ્યાસ દર્શાવે છે કે "F2000" (સંવેદનશીલ જીનોટાઇપ) છોડમાં, મુખ્યત્વે CK અથવા BR સાથે સારવાર કરાયેલા ચોખાના છોડમાં SC સાથે સારવાર કરાયેલા છોડ કરતાં વધુ gs મૂલ્યો અને ઓછા PCT મૂલ્યો હતા. અગાઉના અભ્યાસોએ એ પણ દર્શાવ્યું છે કે gs અને PCT એ ચોક્કસ શારીરિક સૂચકાંકો છે જે ચોખાના છોડના અનુકૂલનશીલ પ્રતિભાવ અને ગરમીના તાણ પર કૃષિ વ્યૂહરચનાઓની અસરો નક્કી કરી શકે છે (રેસ્ટ્રેપો-ડિયાઝ અને ગાર્સેસ-વેરોન, 2013; સાર્સુ એટ અલ., 2018; ક્વિન્ટેરો). -કાર ડેલોંગ એટ અલ., 2021). પાંદડા CK અથવા BR તાણ હેઠળ g ને વધારે છે કારણ કે આ છોડના હોર્મોન્સ ABA (અજૈવિક તાણ હેઠળ સ્ટોમેટલ બંધ થવાના પ્રમોટર) જેવા અન્ય સિગ્નલિંગ અણુઓ સાથે કૃત્રિમ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા સ્ટોમેટલ ઓપનિંગને પ્રોત્સાહન આપી શકે છે (મેકોવા એટ અલ., 2013; ઝોઉ એટ અલ., 2013). 2013). , 2014). સ્ટોમેટલ ઓપનિંગ પાંદડાને ઠંડુ કરવામાં મદદ કરે છે અને કેનોપી તાપમાન ઘટાડવામાં મદદ કરે છે (સોન્જારૂન એટ અલ., 2018; ક્વિન્ટેરો-કેલ્ડેરોન એટ અલ., 2021). આ કારણોસર, CK અથવા BR છાંટવામાં આવેલા ચોખાના છોડના કેનોપી તાપમાન સંયુક્ત ગરમીના તાણ હેઠળ ઓછું હોઈ શકે છે.
ઊંચા તાપમાનના તણાવથી પાંદડાઓમાં પ્રકાશસંશ્લેષણ રંગદ્રવ્યોનું પ્રમાણ ઘટી શકે છે (ચેન એટ અલ., 2017; અહમદ એટ અલ., 2018). આ અભ્યાસમાં, જ્યારે ચોખાના છોડ ગરમીના તણાવ હેઠળ હતા અને કોઈપણ છોડના વિકાસ નિયમનકારોનો છંટકાવ કરવામાં આવ્યો ન હતો, ત્યારે પ્રકાશસંશ્લેષણ રંગદ્રવ્યો બંને જીનોટાઇપમાં ઘટાડો થવાનું વલણ ધરાવતા હતા (કોષ્ટક 2). ફેંગ એટ અલ. (2013) એ ગરમીના તણાવ હેઠળ આવતા બે ઘઉંના જીનોટાઇપના પાંદડાઓમાં હરિતદ્રવ્ય સામગ્રીમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો નોંધાવ્યો હતો. ઊંચા તાપમાનના સંપર્કમાં આવવાથી ઘણીવાર હરિતદ્રવ્ય સામગ્રીમાં ઘટાડો થાય છે, જે હરિતદ્રવ્ય બાયોસિન્થેસિસમાં ઘટાડો, રંગદ્રવ્યોના અધોગતિ અથવા ગરમીના તણાવ હેઠળ તેમની સંયુક્ત અસરોને કારણે હોઈ શકે છે (ફહાદ એટ અલ., 2017). જોકે, મુખ્યત્વે CK અને BA સાથે સારવાર કરાયેલા ચોખાના છોડ ગરમીના તણાવ હેઠળ પાંદડા પ્રકાશસંશ્લેષણ રંગદ્રવ્યોની સાંદ્રતામાં વધારો કરે છે. જેસ્પર્સન અને હુઆંગ (2015) અને સુચસાગુનપાનિત એટ અલ. દ્વારા પણ સમાન પરિણામો નોંધાયા હતા. (૨૦૧૫), જેમણે ગરમીના તાણવાળા બેન્ટગ્રાસ અને ચોખામાં અનુક્રમે ઝીટિન અને એપિબ્રાસિનોસ્ટેરોઇડ હોર્મોન્સના ઉપયોગ પછી પાંદડાના હરિતદ્રવ્યના પ્રમાણમાં વધારો જોયો. સંયુક્ત ગરમીના તાણ હેઠળ CK અને BR પાંદડાના હરિતદ્રવ્યના પ્રમાણને કેમ પ્રોત્સાહન આપે છે તેનું વાજબી સમજૂતી એ છે કે CK અભિવ્યક્તિ પ્રમોટરો (જેમ કે સેનેસેન્સ-એક્ટિવેટિંગ પ્રમોટર (SAG12) અથવા HSP18 પ્રમોટર) ના સતત ઇન્ડક્શનની શરૂઆતને વધારી શકે છે અને પાંદડાઓમાં હરિતદ્રવ્યનું નુકસાન ઘટાડી શકે છે. , પાંદડાના વૃદ્ધત્વમાં વિલંબ અને ગરમી સામે છોડના પ્રતિકારમાં વધારો (લિયુ એટ અલ., ૨૦૨૦). BR પાંદડાના હરિતદ્રવ્યનું રક્ષણ કરી શકે છે અને તણાવની પરિસ્થિતિઓમાં હરિતદ્રવ્ય બાયોસિન્થેસિસમાં સામેલ ઉત્સેચકોના સંશ્લેષણને સક્રિય અથવા પ્રેરિત કરીને પાંદડાના હરિતદ્રવ્યનું પ્રમાણ વધારી શકે છે (શર્મા એટ અલ., ૨૦૧૭; સિદ્દીકી એટ અલ., ૨૦૧૮). છેલ્લે, બે ફાયટોહોર્મોન્સ (CK અને BR) પણ હીટ શોક પ્રોટીનની અભિવ્યક્તિને પ્રોત્સાહન આપે છે અને વિવિધ મેટાબોલિક અનુકૂલન પ્રક્રિયાઓમાં સુધારો કરે છે, જેમ કે ક્લોરોફિલ બાયોસિન્થેસિસમાં વધારો (શર્મા એટ અલ., 2017; લિયુ એટ અલ., 2020).
ક્લોરોફિલ એ ફ્લોરોસેન્સ પરિમાણો એક ઝડપી અને બિન-વિનાશક પદ્ધતિ પ્રદાન કરે છે જે છોડની સહનશીલતા અથવા અજૈવિક તાણ પરિસ્થિતિઓમાં અનુકૂલનનું મૂલ્યાંકન કરી શકે છે (ચેર્લે એટ અલ. 2007; કાલાજી એટ અલ. 2017). તાણ પરિસ્થિતિઓમાં છોડના અનુકૂલનના સૂચક તરીકે Fv/Fm ગુણોત્તર જેવા પરિમાણોનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે (આલ્વારાડો-સાનાબ્રિયા એટ અલ. 2017; ચાવેઝ-એરિયાસ એટ અલ. 2020). આ અભ્યાસમાં, SC છોડે આ ચલના સૌથી નીચા મૂલ્યો દર્શાવ્યા, મુખ્યત્વે "F2000" ચોખાના છોડ. યિન એટ અલ. (2010) એ પણ શોધી કાઢ્યું કે 35°C થી વધુ તાપમાને સૌથી વધુ ખેડાણ કરતા ચોખાના પાંદડાઓનો Fv/Fm ગુણોત્તર નોંધપાત્ર રીતે ઘટ્યો છે. ફેંગ એટ અલ. (2013) અનુસાર, ગરમીના તાણ હેઠળ નીચલું Fv/Fm ગુણોત્તર સૂચવે છે કે PSII પ્રતિક્રિયા કેન્દ્ર દ્વારા ઉત્તેજના ઊર્જા કેપ્ચર અને રૂપાંતરનો દર ઘટ્યો છે, જે દર્શાવે છે કે PSII પ્રતિક્રિયા કેન્દ્ર ગરમીના તાણ હેઠળ વિઘટન પામે છે. આ અવલોકન આપણને એ નિષ્કર્ષ પર લાવવા દે છે કે પ્રકાશસંશ્લેષણ ઉપકરણમાં વિક્ષેપ પ્રતિરોધક જાતો (ફેડેરોઝ 67) કરતાં સંવેદનશીલ જાતો (ફેડેરોઝ 2000) માં વધુ સ્પષ્ટ થાય છે.
CK અથવા BR ના ઉપયોગથી સામાન્ય રીતે જટિલ ગરમીના તાણની પરિસ્થિતિઓમાં PSII ની કામગીરીમાં વધારો થયો. સુચસાગુનપાનિત એટ અલ. (2015) દ્વારા સમાન પરિણામો પ્રાપ્ત થયા, જેમણે અવલોકન કર્યું કે BR ના ઉપયોગથી ચોખામાં ગરમીના તાણ હેઠળ PSII ની કાર્યક્ષમતામાં વધારો થયો. કુમાર એટ અલ. (2020) એ પણ શોધી કાઢ્યું કે CK (6-બેન્ઝીલેડેનાઇન) સાથે સારવાર કરાયેલા અને ગરમીના તાણ હેઠળ મુકાયેલા ચણાના છોડમાં Fv/Fm ગુણોત્તરમાં વધારો થયો, જેનાથી તારણ નીકળ્યું કે ઝેક્સાન્થિન રંગદ્રવ્ય ચક્રને સક્રિય કરીને CK ના પાંદડા પરના ઉપયોગથી PSII પ્રવૃત્તિમાં વધારો થયો. વધુમાં, BR લીફ સ્પ્રે સંયુક્ત તાણની પરિસ્થિતિઓમાં PSII પ્રકાશસંશ્લેષણને પ્રોત્સાહન આપે છે, જે દર્શાવે છે કે આ ફાયટોહોર્મોનના ઉપયોગથી PSII એન્ટેનાની ઉત્તેજના ઊર્જાના વિસર્જનમાં ઘટાડો થયો અને ક્લોરોપ્લાસ્ટમાં નાના ગરમીના આંચકા પ્રોટીનના સંચયને પ્રોત્સાહન મળ્યું (ઓગ્વેનો એટ અલ. 2008; કોઠારી અને લાચોવિટ્ઝ). , 2021).
શ્રેષ્ઠ પરિસ્થિતિઓમાં ઉગાડવામાં આવતા છોડની તુલનામાં જ્યારે છોડ અજૈવિક તણાવ હેઠળ હોય છે ત્યારે MDA અને પ્રોલાઇનનું પ્રમાણ ઘણીવાર વધે છે (Alvarado-Sanabria et al. 2017). અગાઉના અભ્યાસોએ એ પણ દર્શાવ્યું છે કે MDA અને પ્રોલાઇનનું સ્તર બાયોકેમિકલ સૂચકાંકો છે જેનો ઉપયોગ દિવસના અથવા રાત્રિના ઊંચા તાપમાન હેઠળ ચોખામાં અનુકૂલન પ્રક્રિયા અથવા કૃષિ પદ્ધતિઓની અસરને સમજવા માટે થઈ શકે છે (Alvarado-Sanabria et al., 2017; Quintero-Calderón et al. . , 2021). આ અભ્યાસોએ એ પણ દર્શાવ્યું છે કે રાત્રે અથવા દિવસ દરમિયાન ઊંચા તાપમાનના સંપર્કમાં આવતા ચોખાના છોડમાં MDA અને પ્રોલાઇનનું પ્રમાણ વધુ હોય છે. જો કે, CK અને BR ના પાંદડા પર છંટકાવથી MDA માં ઘટાડો અને પ્રોલાઇન સ્તરમાં વધારો થયો, મુખ્યત્વે સહિષ્ણુ જીનોટાઇપમાં (Federroz 67). સીકે સ્પ્રે સાયટોકિનિન ઓક્સિડેઝ/ડિહાઇડ્રોજેનેઝના અતિશય અભિવ્યક્તિને પ્રોત્સાહન આપી શકે છે, જેનાથી બીટેઈન અને પ્રોલાઇન જેવા રક્ષણાત્મક સંયોજનોની સામગ્રીમાં વધારો થાય છે (લિયુ એટ અલ., 2020). બીઆર બેટેઈન, શર્કરા અને એમિનો એસિડ (મુક્ત પ્રોલાઇન સહિત) જેવા ઓસ્મોપ્રોટેક્ટન્ટ્સના ઇન્ડક્શનને પ્રોત્સાહન આપે છે, ઘણી પ્રતિકૂળ પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓમાં સેલ્યુલર ઓસ્મોટિક સંતુલન જાળવી રાખે છે (કોઠારી અને લાચોવીક, 2021).
પાક તણાવ સૂચકાંક (CSI) અને સંબંધિત સહિષ્ણુતા સૂચકાંક (RTI) નો ઉપયોગ એ નક્કી કરવા માટે થાય છે કે મૂલ્યાંકન કરવામાં આવતી સારવાર વિવિધ તાણ (અજૈવિક અને જૈવિક) ઘટાડવામાં મદદ કરે છે અને છોડના શરીરવિજ્ઞાન પર સકારાત્મક અસર કરે છે (કાસ્ટ્રો-ડ્યુક એટ અલ., 2020; ચાવેઝ-એરિયાસ એટ અલ., 2020). CSI મૂલ્યો 0 થી 1 સુધીની હોઈ શકે છે, જે અનુક્રમે બિન-તાણ અને તાણની સ્થિતિનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે (લી એટ અલ., 2010). ગરમી-તાણવાળા (SC) છોડના CSI મૂલ્યો 0.8 થી 0.9 (આકૃતિ 2B) સુધીના હતા, જે દર્શાવે છે કે ચોખાના છોડ સંયુક્ત તાણથી નકારાત્મક રીતે પ્રભાવિત થયા હતા. જો કે, BC (0.6) અથવા CK (0.6) ના પાંદડા પર છંટકાવ મુખ્યત્વે SC ચોખાના છોડની તુલનામાં અજૈવિક તાણની સ્થિતિમાં આ સૂચકમાં ઘટાડો તરફ દોરી ગયો. F2000 છોડમાં, SA (33.52%) ની સરખામણીમાં CA (97.69%) અને BC (60.73%) નો ઉપયોગ કરતી વખતે RTI એ વધુ વધારો દર્શાવ્યો હતો, જે દર્શાવે છે કે આ છોડ વૃદ્ધિ નિયમનકારો પણ રચનાની સહનશીલતા માટે ચોખાના પ્રતિભાવને સુધારવામાં ફાળો આપે છે. વધુ ગરમી. આ સૂચકાંકો વિવિધ પ્રજાતિઓમાં તાણની સ્થિતિનું સંચાલન કરવા માટે પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યા છે. લી એટ અલ. (2010) દ્વારા હાથ ધરવામાં આવેલા એક અભ્યાસમાં દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે મધ્યમ પાણીના તાણ હેઠળ બે કપાસની જાતોનો CSI લગભગ 0.85 હતો, જ્યારે સારી રીતે સિંચાઈવાળી જાતોના CSI મૂલ્યો 0.4 થી 0.6 સુધી હતા, જે તારણ કાઢે છે કે આ સૂચકાંક જાતોના પાણી અનુકૂલનનું સૂચક છે. તણાવપૂર્ણ પરિસ્થિતિઓ. વધુમાં, ચાવેઝ-એરિયાસ એટ અલ. (2020) એ C. એલિગન્સ છોડમાં વ્યાપક તાણ વ્યવસ્થાપન વ્યૂહરચના તરીકે કૃત્રિમ એલિસિટર્સની અસરકારકતાનું મૂલ્યાંકન કર્યું અને જાણવા મળ્યું કે આ સંયોજનો સાથે છાંટવામાં આવેલા છોડે વધુ RTI (65%) દર્શાવ્યું. ઉપરોક્તના આધારે, CK અને BR ને જટિલ ગરમીના તાણ સામે ચોખાની સહનશીલતા વધારવાના હેતુથી કૃષિવિજ્ઞાનની વ્યૂહરચનાઓ તરીકે ગણી શકાય, કારણ કે આ છોડ વૃદ્ધિ નિયમનકારો હકારાત્મક બાયોકેમિકલ અને શારીરિક પ્રતિક્રિયાઓ પ્રેરિત કરે છે.
છેલ્લા કેટલાક વર્ષોમાં, કોલંબિયામાં ચોખાના સંશોધનમાં શારીરિક અથવા બાયોકેમિકલ લક્ષણોનો ઉપયોગ કરીને દિવસના અથવા રાત્રિના ઊંચા તાપમાનને સહન કરતા જીનોટાઇપ્સનું મૂલ્યાંકન કરવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવામાં આવ્યું છે (સાન્ચેઝ-રેઇનોસો એટ અલ., 2014; અલ્વારાડો-સાનાબ્રિયા એટ અલ., 2021). જો કે, છેલ્લા કેટલાક વર્ષોમાં, દેશમાં ગરમીના તણાવના જટિલ સમયગાળાની અસરોને સુધારવા માટે સંકલિત પાક વ્યવસ્થાપન પ્રસ્તાવિત કરવા માટે વ્યવહારુ, આર્થિક અને નફાકારક તકનીકોનું વિશ્લેષણ વધુને વધુ મહત્વપૂર્ણ બન્યું છે (કેલ્ડેરન-પેઝ એટ અલ., 2021; ક્વિન્ટેરો-કેલ્ડેરોન એટ અલ., 2021). આમ, આ અભ્યાસમાં જોવા મળેલા જટિલ ગરમીના તણાવ (40°C દિવસ/30°C રાત્રિ) પ્રત્યે ચોખાના છોડના શારીરિક અને બાયોકેમિકલ પ્રતિભાવો સૂચવે છે કે CK અથવા BR સાથે પાંદડા પર છંટકાવ પ્રતિકૂળ અસરોને ઘટાડવા માટે યોગ્ય પાક વ્યવસ્થાપન પદ્ધતિ હોઈ શકે છે. મધ્યમ ગરમીના તણાવના સમયગાળાની અસર. આ સારવારોએ ચોખાના જીનોટાઇપ (ઓછી CSI અને ઉચ્ચ RTI) બંનેની સહિષ્ણુતામાં સુધારો કર્યો, જે સંયુક્ત ગરમીના તાણ હેઠળ છોડના શારીરિક અને બાયોકેમિકલ પ્રતિભાવોમાં સામાન્ય વલણ દર્શાવે છે. ચોખાના છોડનો મુખ્ય પ્રતિભાવ GC, કુલ હરિતદ્રવ્ય, હરિતદ્રવ્ય α અને β અને કેરોટીનોઇડ્સની સામગ્રીમાં ઘટાડો હતો. વધુમાં, છોડ PSII નુકસાન (Fv/Fm ગુણોત્તર જેવા હરિતદ્રવ્ય ફ્લોરોસેન્સ પરિમાણોમાં ઘટાડો) અને લિપિડ પેરોક્સિડેશનમાં વધારોથી પીડાય છે. બીજી બાજુ, જ્યારે ચોખાને CK અને BR સાથે સારવાર આપવામાં આવી, ત્યારે આ નકારાત્મક અસરો ઓછી થઈ અને પ્રોલાઇનનું પ્રમાણ વધ્યું (આકૃતિ 4).
આકૃતિ 4. ચોખાના છોડ પર સંયુક્ત ગરમીના તાણ અને પાંદડાવાળા છોડના વિકાસ નિયમનકાર સ્પ્રેની અસરોનું કલ્પનાત્મક મોડેલ. લાલ અને વાદળી તીર ગરમીના તાણ અને પાંદડાવાળા BR (બ્રાસિનોસ્ટેરોઇડ) અને CK (સાયટોકિનિન) ના પાંદડાવાળા ઉપયોગ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની નકારાત્મક અથવા હકારાત્મક અસરો સૂચવે છે, અનુક્રમે શારીરિક અને બાયોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓ પર. gs: સ્ટોમેટલ વાહકતા; કુલ Chl: કુલ હરિતદ્રવ્ય સામગ્રી; Chl α: હરિતદ્રવ્ય β સામગ્રી; Cx+c: કેરોટીનોઇડ સામગ્રી;
સારાંશમાં, આ અભ્યાસમાં શારીરિક અને જૈવરાસાયણિક પ્રતિભાવો દર્શાવે છે કે ફેડેરોઝ 2000 ચોખાના છોડ ફેડેરોઝ 67 ચોખાના છોડ કરતાં જટિલ ગરમીના તાણના સમયગાળા માટે વધુ સંવેદનશીલ છે. આ અભ્યાસમાં મૂલ્યાંકન કરાયેલા બધા વૃદ્ધિ નિયમનકારો (ઓક્સિન, ગિબેરેલિન્સ, સાયટોકિનિન, અથવા બ્રેસિનોસ્ટેરોઇડ્સ) એ સંયુક્ત ગરમીના તાણમાં ઘટાડો દર્શાવ્યો હતો. જો કે, સાયટોકિનિન અને બ્રેસિનોસ્ટેરોઇડ્સે વધુ સારી રીતે છોડ અનુકૂલન પ્રેરિત કર્યું કારણ કે બંને છોડ વૃદ્ધિ નિયમનકારોએ કોઈપણ ઉપયોગ વિના ચોખાના છોડની તુલનામાં ક્લોરોફિલ સામગ્રી, આલ્ફા-ક્લોરોફિલ ફ્લોરોસેન્સ પરિમાણો, gs અને RWC માં વધારો કર્યો હતો, અને MDA સામગ્રી અને કેનોપી તાપમાનમાં પણ ઘટાડો કર્યો હતો. સારાંશમાં, અમે તારણ કાઢીએ છીએ કે છોડ વૃદ્ધિ નિયમનકારો (સાયટોકિનિન અને બ્રેસિનોસ્ટેરોઇડ્સ) નો ઉપયોગ ઉચ્ચ તાપમાનના સમયગાળા દરમિયાન તીવ્ર ગરમીના તાણને કારણે ચોખાના પાકમાં તણાવની સ્થિતિનું સંચાલન કરવા માટે એક ઉપયોગી સાધન છે.
અભ્યાસમાં રજૂ કરાયેલ મૂળ સામગ્રી લેખ સાથે શામેલ છે, અને વધુ પૂછપરછ સંબંધિત લેખકને મોકલી શકાય છે.