ينظم الترياكونتانول قدرة الخيار على تحمل الإجهاد الملحي عن طريق تغيير الحالة الفسيولوجية والكيميائية الحيوية للخلايا النباتية.

تتأثر ما يقرب من 7.0% من إجمالي مساحة اليابسة في العالم بالملوحة1، مما يعني أن أكثر من 900 مليون هكتار من الأراضي في العالم تتأثر بالملوحة وملوحة الصوديوم2، أي ما يعادل 20% من الأراضي المزروعة و10% من الأراضي المروية. تشغل الأراضي الرطبة نصف المساحة وتتميز بمحتوى ملوحة أعلى3. تُعد ملوحة التربة مشكلة رئيسية تواجه الزراعة في باكستان4،5. من هذه المساحة، تتأثر حاليًا حوالي 6.3 مليون هكتار، أي ما يعادل 14% من الأراضي المروية، بالملوحة6.
يمكن أن يؤدي الإجهاد غير الحيوي إلى تغييرهرمون نمو النباتاستجابةً للإجهاد الملحي، مما يؤدي إلى انخفاض نمو المحصول والعائد النهائي7. عند تعرض النباتات للإجهاد الملحي، يختل التوازن بين إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) وتأثير إخماد إنزيمات مضادات الأكسدة، مما يؤدي إلى معاناة النباتات من الإجهاد التأكسدي8. تتمتع النباتات ذات التركيزات الأعلى من إنزيمات مضادات الأكسدة (سواءً التكوينية أو المستحثة) بمقاومة جيدة للضرر التأكسدي، مثل إنزيمات سوبر أكسيد ديسميوتاز (SOD)، وغوايكول بيروكسيديز (POD)، وبيروكسيديز-كاتالاز (CAT)، وأسكوربات بيروكسيديز (APOX)، وغلوتاثيون ريدوكتاز (GR)، والتي يمكنها تعزيز تحمل النباتات للإجهاد الملحي9. بالإضافة إلى ذلك، أُفيد بأن للهرمونات النباتية دور تنظيمي في نمو النبات وتطوره، وموت الخلايا المبرمج، وبقاء النبات في ظل الظروف البيئية المتغيرة10. الترياكونتانول هو كحول أولي مشبع، وهو أحد مكونات شمع البشرة النباتي، وله خصائص معززة لنمو النبات11،12، بالإضافة إلى خصائص معززة للنمو بتركيزات منخفضة13. يمكن أن يُحسّن التطبيق الورقي للترياكوتانول بشكل ملحوظ حالة الصبغة الضوئية، وتراكم المواد المذابة، والنمو، وإنتاج الكتلة الحيوية في النباتات14،15. كما يُعزز التطبيق الورقي للترياكوتانول قدرة النبات على تحمل الإجهاد16 من خلال تنظيم نشاط العديد من إنزيمات مضادات الأكسدة17، وزيادة محتوى أنسجة أوراق النبات الواقي من التناضح11،18،19، وتحسين استجابة امتصاص المعادن الأساسية K+ وCa2+، ولكن ليس Na+.14 بالإضافة إلى ذلك، يُنتج التراكوتانول المزيد من السكريات المختزلة، والبروتينات القابلة للذوبان، والأحماض الأمينية في ظل ظروف الإجهاد20،21،22.
الخضراوات غنية بالمركبات الكيميائية النباتية والعناصر الغذائية، وهي ضرورية للعديد من العمليات الأيضية في جسم الإنسان23. يُهدد ارتفاع ملوحة التربة إنتاج الخضراوات، لا سيما في الأراضي الزراعية المروية، التي تُنتج 40% من غذاء العالم24. محاصيل الخضراوات، مثل البصل والخيار والباذنجان والفلفل والطماطم، حساسة للملوحة25، ويُعدّ الخيار من الخضراوات المهمة لتغذية الإنسان في جميع أنحاء العالم26. يؤثر الإجهاد الملحي بشكل كبير على معدل نمو الخيار، إلا أن مستويات الملوحة التي تزيد عن 25 ملي مولار تؤدي إلى انخفاض في المحصول يصل إلى 13%27،28. كما أن الآثار الضارة للملوحة على الخيار تؤدي إلى انخفاض نمو النبات وإنتاجيته5،29،30. لذلك، هدفت هذه الدراسة إلى تقييم دور الترياكونتانول في تخفيف الإجهاد الملحي في الطرز الجينية للخيار، وتقييم قدرته على تعزيز نمو النبات وإنتاجيته. تُعد هذه المعلومات بالغة الأهمية أيضًا لوضع استراتيجيات مناسبة للتربة المالحة. بالإضافة إلى ذلك، قمنا بتحديد التغيرات في توازن الأيونات في النمط الجيني للخيار تحت ضغط كلوريد الصوديوم.
تأثير الترياكونتانول على المنظمات الأسموزي غير العضوية في أوراق أربعة أصناف من الخيار تحت الإجهاد الطبيعي والملحي.
عند زراعة أنماط الخيار الجينية تحت ظروف الإجهاد الملحي، انخفض إجمالي عدد الثمار ومتوسط ​​وزنها بشكل ملحوظ (الشكل 4). كانت هذه الانخفاضات أكثر وضوحًا في النمطين الجينيين Summer Green و20252، بينما احتفظ النمطان Marketmore وGreen Long بأعلى عدد ووزن للثمار بعد تحدي الملوحة. أدى الرش الورقي بالترياكوتانول إلى تقليل الآثار السلبية للإجهاد الملحي وزيادة عدد الثمار ووزنها في جميع الأنماط الجينية التي تم تقييمها. ومع ذلك، أنتجت Marketmore المعالجة بالترياكوتانول أعلى عدد ثمار بمتوسط ​​وزن أعلى في ظل ظروف الإجهاد والرقابة مقارنةً بالنباتات غير المعالجة. كان لدى Summer Green و20252 أعلى محتوى من المواد الصلبة الذائبة في ثمار الخيار وكان أداؤهما ضعيفًا مقارنةً بالنمطين الجينيين Marketmore وGreen Long، اللذين كان لديهما أقل تركيز للمواد الصلبة الذائبة الكلية.
تأثير الترياكونتانول على إنتاجية أربعة أصناف من الخيار تحت ظروف الإجهاد الطبيعي والملحي.
كان التركيز الأمثل للترايكونتانول 0.8 ملغم/لتر، مما سمح بتخفيف الآثار المميتة للأنماط الجينية المدروسة في ظروف الإجهاد الملحي وغير المجهد. ومع ذلك، كان تأثير الترياكونتانول على نباتَي "جرين-لونج" و"ماركتمور" أكثر وضوحًا. وبالنظر إلى قدرة هذه الأنماط الجينية على تحمل الملوحة وفعالية الترياكونتانول في تخفيف آثار الإجهاد الملحي، يُمكن التوصية بزراعة هذه الأنماط الجينية في تربة مالحة مع الرش الورقي بالترايكونتانول.