Landareen hazkuntza-erregulatzaileak (PGR)estres baldintzetan landareen defentsak hobetzeko modu errentagarria dira. Ikerketa honek biren gaitasuna aztertu zuenPGRak, tiourea (TU) eta arginina (Arg), gari-estres gatzduna arintzeko. Emaitzek erakutsi zuten TU eta Arg-k, batez ere elkarrekin erabiltzen direnean, landareen hazkuntza gatzdunaren pean erregulatu zezaketela. Haien tratamenduek nabarmen handitu zituzten antioxidatzaileen entzimen jarduerak, oxigeno erreaktiboen espezieen (ROS), malondialdehidoaren (MDA) eta elektrolitoen ihes erlatiboaren (REL) mailak gutxituz gari-landareetan. Gainera, tratamendu hauek nabarmen murriztu zituzten Na+ eta Ca2+ kontzentrazioak eta Na+/K+ erlazioa, eta, aldi berean, K+ kontzentrazioa nabarmen handitu zuten, horrela ioi-osmotiko oreka mantenduz. Garrantzitsuagoa dena, TU eta Arg-k nabarmen handitu zituzten gari-landareen klorofila edukia, fotosintesi-tasa garbia eta gas-trukearen tasa gatzdunaren pean. TU eta Arg-k, bakarrik edo konbinatuta erabilita, materia lehorraren metaketa % 9,03-47,45 handitu zezaketen, eta igoera handiena izan zen elkarrekin erabiltzen zirenean. Ondorioz, ikerketa honek azpimarratzen du erredox homeostasia eta ioien oreka mantentzea garrantzitsua dela landareen gatzdunarekiko tolerantzia hobetzeko. Gainera, TU eta Arg-k gomendatu ziren potentzial gisalandareen hazkuntza-erregulatzaileak,batez ere elkarrekin erabiltzen direnean, gari-errendimendua hobetzeko.
Klima eta nekazaritza-praktiken aldaketa azkarrak nekazaritza-ekosistemen degradazioa areagotzen ari dira1. Ondorio larrienetako bat lurren gazitzea da, eta horrek munduko elikagaien segurtasuna mehatxatzen du2. Gazitzeak gaur egun mundu osoko lantzeko lurren % 20ri eragiten dio, eta zifra hori % 50era igo daiteke 2050erako3. Gatz-alkali estresak estres osmotikoa eragin dezake laboreen sustraietan, eta horrek landarearen oreka ionikoa asaldatzen du4. Baldintza kaltegarri horiek klorofilaren haustura bizkortzea, fotosintesi-tasak gutxitzea eta asaldura metabolikoak ere ekar ditzakete, eta, azken finean, landareen errendimendua murriztea5,6. Gainera, efektu larri ohikoa oxigeno erreaktiboen espezieen (ROS) sorreraren igoera da, eta horrek kalte oxidatiboak eragin ditzake hainbat biomolekulatan, besteak beste, DNAn, proteinetan eta lipidoetan7.
Garia (Triticum aestivum) munduko zereal-labore garrantzitsuenetako bat da. Ez da soilik gehien landatzen den zereal-laborea, baita merkataritza-labore garrantzitsua ere8. Hala ere, garia gatzarekiko sentikorra da, eta horrek bere hazkundea galarazi, bere prozesu fisiologiko eta biokimikoak eten eta bere errendimendua nabarmen murriztu dezake. Gatz-estresaren ondorioak arintzeko estrategia nagusien artean, aldaketa genetikoa eta landareen hazkuntza-erreguladoreen erabilera daude. Genetikoki eraldatutako organismoak (GM) geneen edizioa eta beste teknika batzuk erabiltzea dira gatzarekiko tolerantzia duten gari-barietateak garatzeko9,10. Bestalde, landareen hazkuntza-erreguladoreek gariaren gatz-tolerantzia hobetzen dute jarduera fisiologikoak eta gatzarekin lotutako substantzien mailak erregulatuz, eta horrela estresaren kalteak arinduz11. Erreguladore hauek, oro har, onartuagoak eta erabiliagoak dira ikuspegi transgenikoak baino. Landareen tolerantzia hobetu dezakete hainbat estres abiotikorekiko, hala nola gazitasuna, lehortea eta metal astunak, eta hazien ernetzea, mantenugaien xurgapena eta ugalketa-hazkundea sustatzen dituzte, horrela laboreen errendimendua eta kalitatea handituz.12 Landareen hazkuntza-erreguladoreak funtsezkoak dira laboreen hazkundea bermatzeko eta errendimendua eta kalitatea mantentzeko, ingurumenarekiko errespetuzkoak, erabiltzeko errazak, kostu-eraginkorrak eta praktikoak direlako. 13 Hala ere, modulatzaile hauek antzeko ekintza-mekanismoak dituztenez, horietako bat bakarrik erabiltzea agian ez da eraginkorra izango. Gari-gatzaren tolerantzia hobetu dezakeen hazkuntza-erregulatzaileen konbinazio bat aurkitzea ezinbestekoa da gari-hazkuntzarako baldintza kaltegarrietan, errendimenduak handitzeko eta elikagaien segurtasuna bermatzeko.
Ez dago TU eta Arg-ren erabilera konbinatua aztertzen duen ikerketarik. Ez dago argi konbinazio berritzaile honek gari-hazkuntza sinergikoki sustatu dezakeen gatz-estresaren pean. Beraz, ikerketa honen helburua bi hazkuntza-erreguladore hauek gatz-estresak gariarekiko dituen ondorio kaltegarriak sinergikoki arindu ditzaketen zehaztea izan zen. Horretarako, epe laburreko gari-landareen esperimentu hidroponiko bat egin genuen TU eta Arg gatz-estresaren pean gariari aplikatzearen onurak ikertzeko, landareen erredox eta oreka ionikoan arreta jarriz. Hipotesia egin genuen TU eta Arg-ren konbinazioak sinergikoki lan egin zezakeela gatz-estresak eragindako kalte oxidatiboa murrizteko eta desoreka ionikoa kudeatzeko, horrela gari-gaiztasunarekiko tolerantzia hobetuz.
Laginen MDA edukia azido tiobarbiturikoaren metodoaren bidez zehaztu zen. Zehaztasunez pisatu 0,1 g hauts fresko, erauzi % 10eko azido trikloroazetiko 1 ml-rekin 10 minutuz, zentrifugatu 10.000 g-tan 20 minutuz eta bildu gainnatzailea. Erauzketa % 0,75eko azido tiobarbiturikoaren bolumen berdinarekin nahastu eta 100 °C-tan inkubatu zen 15 minutuz. Inkubazioaren ondoren, gainnatzailea zentrifugazio bidez bildu zen, eta OD balioak 450 nm, 532 nm eta 600 nm-tan neurtu ziren. MDA kontzentrazioa honela kalkulatu zen:
3 eguneko tratamenduaren antzera, Arg eta Tu-ren aplikazioak gari-landareen antioxidatzaile-entzimen jarduerak nabarmen handitu zituen 6 eguneko tratamenduan. TU eta Arg-ren konbinazioa izan zen eraginkorrena oraindik ere. Hala ere, tratamenduaren ondorengo 6 egunetan, lau antioxidatzaile-entzimen jarduerak tratamendu-baldintza desberdinetan beheranzko joera erakutsi zuten tratamenduaren ondorengo 3 egunekin alderatuta (6. irudia).
Fotosintesia landareetan materia lehorra metatzearen oinarria da eta kloroplastoetan gertatzen da, gatzarekiko oso sentikorrak direnak. Gatz-estresak plasma-mintzaren oxidazioa, zelulen oreka osmotikoa haustea, kloroplastoen ultraegituraren kaltea36, klorofilaren degradazioa eragin dezake, Calvin zikloko entzimen jarduera gutxitzea (Rubisco barne) eta PS II-tik PS I-rako elektroi-transferentzia murriztea37. Gainera, gatz-estresak estomen itxiera eragin dezake, eta horrela hostoen CO2 kontzentrazioa murriztu eta fotosintesia inhibitzen du38. Gure emaitzek aurreko aurkikuntzak berretsi zituzten, gatz-estresak gari-estomen eroankortasuna murrizten duelarik, hostoen transpirazio-tasa eta zelula barneko CO2 kontzentrazioa gutxitzea eraginez, eta horrek, azken finean, gariaren fotosintesi-ahalmena eta biomasa gutxitzea dakartza (1. eta 3. irudiak). Aipagarria da TU eta Arg aplikazioak gari-landareen fotosintesi-eraginkortasuna hobetu dezakeela gatz-estresaren pean. Fotosintesi-eraginkortasunaren hobekuntza bereziki esanguratsua izan zen TU eta Arg aldi berean aplikatu zirenean (3. irudia). Hori TU eta Arg-ek estomen irekiera eta itxiera erregulatzen dutelako izan daiteke, eta horrela, fotosintesiaren eraginkortasuna hobetzen dute, aurreko ikerketek babesten dutena. Adibidez, Bencarti et al.-ek aurkitu zuten gatz-estrespean, TU-k nabarmen handitzen zituela estomen eroankortasuna, CO2 asimilazio-tasa eta PSII fotokimikaren eraginkortasun kuantiko maximoa Atriplex portulacoides L.39-n. Arg-ek gatz-estrespean dauden landareetan estomen irekiera eta itxiera erregulatu dezakeela frogatzen duen txosten zuzenik ez dagoen arren, Silveira et al.-ek adierazi zuten Arg-ek gas-trukea sustatu dezakeela hostoetan lehorte-baldintzetan22.
Laburbilduz, ikerketa honek azpimarratzen du ekintza-mekanismo eta propietate fisiko-kimiko desberdinak izan arren, TU eta Arg-k NaCl estresarekiko erresistentzia konparagarria eman dezaketela gari-landareetan, batez ere elkarrekin aplikatzen direnean. TU eta Arg-ren aplikazioak gari-landareen antioxidatzaileen entzima-defentsa sistema aktibatu dezake, ROS edukia murriztu eta mintzeko lipidoen egonkortasuna mantendu dezake, horrela fotosintesia eta Na+/K+ oreka mantenduz landareetan. Hala ere, ikerketa honek mugak ere baditu; TU eta Arg-ren efektu sinergikoa baieztatu eta bere mekanismo fisiologikoa neurri batean azaldu den arren, mekanismo molekular konplexuagoa ez dago argi oraindik. Beraz, TU eta Arg-ren mekanismo sinergikoaren azterketa gehiago beharrezkoa da metodo transkriptomikoak, metabolomikoak eta beste batzuk erabiliz.
Uneko ikerketan erabilitako eta/edo aztertutako datu-multzoak egilearengandik eskuragarri daude arrazoizko eskaera eginez gero.
Argitaratze data: 2025eko maiatzaren 19a