Triakontanoli säätelee kurkkujen sietokykyä suolastressille muuttamalla kasvisolujen fysiologista ja biokemiallista tilaa.

Suolaisuus vaikuttaa lähes 7,0 prosenttiin maailman kokonaispinta-alasta1, mikä tarkoittaa, että yli 900 miljoonaa hehtaaria maata maailmassa vaikuttaa sekä suolapitoisuuteen että suolapitoisuuteen2, mikä muodostaa 20 prosenttia viljelymaasta ja 10 prosenttia kastetusta maasta. vie puolet alueesta ja sen suolapitoisuus on korkeampi3. Suolautunut maaperä on suuri ongelma Pakistanin maataloudelle4,5. Tästä noin 6,3 miljoonaa hehtaaria eli 14 % kastetusta maasta on tällä hetkellä suolapitoisuuden vaikutusta6.
Abioottinen stressi voi muuttuakasvien kasvuhormonivaste, mikä heikentää sadon kasvua ja loppusatoa7. Kun kasvit altistuvat suolastressille, tasapaino reaktiivisten happilajien (ROS) tuotannon ja antioksidanttientsyymien sammuttamisen välillä häiriintyy, jolloin kasvit kärsivät oksidatiivisesta stressistä8. Kasveilla, joissa on korkeammat pitoisuudet antioksidanttisia entsyymejä (sekä konstitutiivisia että indusoituvia), on terve vastustuskyky hapettumisvaurioita vastaan, kuten superoksididismutaasi (SOD), guajakoliperoksidaasi (POD), peroksidaasi-katalaasi (CAT), askorbaattiperoksidaasi (APOX) ja glutationireduktaasi (GR) voivat lisätä suolan stressinsietokykyä. Lisäksi fytohormonien on raportoitu säätelevän roolia kasvien kasvussa ja kehityksessä, ohjelmoidussa solukuolemassa ja selviytymisessä muuttuvissa ympäristöolosuhteissa10. Triakontanoli on tyydyttynyt primäärialkoholi, joka on osa kasvien orvaskeden vahaa ja jolla on kasvien kasvua edistäviä ominaisuuksia11,12 sekä kasvua edistäviä ominaisuuksia pieninä pitoisuuksina13. Lehden levittäminen voi parantaa merkittävästi fotosynteettisen pigmentin tilaa, liuenneen aineen kertymistä, kasvua ja biomassan tuotantoa kasveissa14,15. Triakontanolin levittäminen lehtien avulla voi parantaa kasvien stressinsietokykyä16 säätelemällä useiden antioksidanttientsyymien toimintaa17, lisäämällä kasvin lehtikudosten osmoprotektoivaa pitoisuutta11,18,19 ja parantamalla välttämättömien mineraalien K+ ja Ca2+, mutta ei Na+:n, ottovastetta. 14 Lisäksi triakontanoli tuottaa enemmän pelkistäviä sokereita, liukoisia proteiineja ja aminohappoja stressiolosuhteissa20,21,22.
Vihannekset sisältävät runsaasti fytokemikaaleja ja ravintoaineita, ja ne ovat välttämättömiä monille ihmiskehon aineenvaihduntaprosesseille23. Vihannesten tuotantoa uhkaa maaperän lisääntyvä suolapitoisuus, erityisesti kastetuilla maatalousmailla, jotka tuottavat 40,0 % maailman ruoasta24. Vihanneskasvit, kuten sipuli, kurkku, munakoiso, paprika ja tomaatti, ovat herkkiä suolapitoisuudelle25, ja kurkku on tärkeä vihannes ihmisten ravinnoksi maailmanlaajuisesti26. Suolastressillä on merkittävä vaikutus kurkun kasvunopeuteen, mutta yli 25 mM suolapitoisuudet johtavat jopa 13 %:n laskuun27,28. Suolaisuuden haitalliset vaikutukset kurkkuun johtavat kasvien kasvun ja sadon vähenemiseen5,29,30. Siksi tämän tutkimuksen tavoitteena oli arvioida triakontanolin roolia suolastressin lievittämisessä kurkkugenotyypeissä ja arvioida triakontanolin kykyä edistää kasvien kasvua ja tuottavuutta. Nämä tiedot ovat tärkeitä myös suolaiselle maaperälle sopivien strategioiden kehittämisessä. Lisäksi määritimme ionien homeostaasin muutokset kurkkugenotyypeissä NaCl-stressissä.
Triakontanolin vaikutus epäorgaanisiin osmoottisiin säätelyaineisiin neljän kurkun genotyypin lehdissä normaalissa ja suolastressissä.
Kun kurkkugenotyyppejä kylvettiin suolastressiolosuhteissa, hedelmien kokonaislukumäärä ja keskimääräinen hedelmäpaino vähenivät merkittävästi (kuva 4). Nämä vähennykset olivat selvempiä Summer Green- ja 20252-genotyypeissä, kun taas Marketmore ja Green Long säilyttivät korkeimman hedelmämäärän ja painon suolaisuusaltistuksen jälkeen. Triakontanolin levittäminen lehdillä vähensi suolastressin haittavaikutuksia ja lisäsi hedelmien lukumäärää ja painoa kaikissa arvioiduissa genotyypeissä. Triakontanolilla käsitelty Marketmore tuotti kuitenkin suurimman hedelmämäärän korkeammalla keskipainolla stressaantuneissa ja kontrolloiduissa olosuhteissa verrattuna käsittelemättömiin kasveihin. Summer Greenillä ja 20252:lla oli korkein liukoisten kiintoaineiden pitoisuus kurkun hedelmissä ja ne suoriutuivat huonosti verrattuna Marketmore- ja Green Long -genotyyppeihin, joilla oli alhaisin liukoisten kiintoaineiden kokonaispitoisuus.
Triakontanolin vaikutus neljän kurkkugenotyypin saantoon normaaleissa ja suolastressiolosuhteissa.
Triakontanolin optimaalinen pitoisuus oli 0,8 mg/l, mikä mahdollisti tutkittujen genotyyppien tappavien vaikutusten lieventämisen suolastressissä ja ei-stressiolosuhteissa. Triakontanolin vaikutus Green-Longiin ja Marketmoreen oli kuitenkin selvempi. Kun otetaan huomioon näiden genotyyppien suolatoleranssipotentiaali ja triakontanolin tehokkuus suolastressin vaikutusten lieventämisessä, on mahdollista suositella näiden genotyyppien kasvattamista suolaisilla mailla lehtiruiskuttamalla triakontanolilla.