การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและการเติบโตของประชากรอย่างรวดเร็วกลายเป็นความท้าทายสำคัญต่อความมั่นคงด้านอาหารของโลกวิธีแก้ปัญหาหนึ่งที่น่าหวังคือการใช้สารควบคุมการเจริญเติบโตของพืช(PGRs) เพื่อเพิ่มผลผลิตพืชผลและเอาชนะสภาพการเจริญเติบโตที่ไม่เอื้ออำนวย เช่น สภาพอากาศในทะเลทรายเมื่อเร็วๆ นี้ แคโรทีนอยด์ซาซิโนนและสารอะนาล็อกอีก 2 ชนิด (MiZax3 และ MiZax5) ได้แสดงให้เห็นถึงกิจกรรมส่งเสริมการเจริญเติบโตที่น่าหวังในพืชธัญญาหารและพืชผักภายใต้สภาวะเรือนกระจกและในไร่นาที่นี่ เราตรวจสอบเพิ่มเติมถึงผลกระทบของความเข้มข้นที่แตกต่างกันของ MiZax3 และ MiZax5 (5 μM และ 10 μM ในปี 2021; 2.5 μM และ 5 μM ในปี 2022) ต่อการเจริญเติบโตและผลผลิตของพืชผักมูลค่าสูงสองชนิดในกัมพูชา: มันฝรั่งและซาอุดีอาระเบีย สตรอเบอร์รี่อาระเบียในการทดลองภาคสนามอิสระ 5 ครั้งระหว่างปี 2021 ถึง 2022 การใช้ MiZax ทั้งสองชนิดช่วยปรับปรุงลักษณะทางการเกษตรของพืช ส่วนประกอบของผลผลิต และผลผลิตโดยรวมได้อย่างมีนัยสำคัญเป็นที่น่าสังเกตว่า MiZax ใช้ในปริมาณที่ต่ำกว่ากรดฮิวมิกมาก (เป็นสารประกอบเชิงพาณิชย์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อการเปรียบเทียบ)ดังนั้น ผลลัพธ์ของเราแสดงให้เห็นว่า MiZax เป็นสารควบคุมการเจริญเติบโตของพืชที่มีศักยภาพมาก ซึ่งสามารถใช้เพื่อกระตุ้นการเจริญเติบโตและผลผลิตของพืชผักได้แม้ในสภาพทะเลทรายและมีความเข้มข้นค่อนข้างต่ำ
ตามที่องค์การอาหารและการเกษตรแห่งสหประชาชาติ (FAO) ระบุ ระบบการผลิตอาหารของเราจะต้องเพิ่มขึ้นเกือบสามเท่าภายในปี 2593 เพื่อเลี้ยงประชากรโลกที่กำลังเติบโต (FAO: โลกจะต้องการอาหารเพิ่มขึ้น 70% ภายในปี 25934)ในความเป็นจริง การเติบโตของประชากรอย่างรวดเร็ว มลพิษ การเคลื่อนย้ายของสัตว์รบกวน และโดยเฉพาะอย่างยิ่งอุณหภูมิและความแห้งแล้งที่สูงซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ล้วนเป็นความท้าทายที่ความมั่นคงทางอาหารทั่วโลกกำลังเผชิญอยู่ในเรื่องนี้ การเพิ่มผลผลิตรวมของพืชผลทางการเกษตรในสภาวะที่ไม่เหมาะสมถือเป็นหนึ่งในวิธีแก้ปัญหาเร่งด่วนนี้ที่ไม่อาจโต้แย้งได้อย่างไรก็ตาม การเจริญเติบโตและการพัฒนาของพืชส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความพร้อมของสารอาหารในดิน และถูกจำกัดอย่างรุนแรงจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่ไม่พึงประสงค์ รวมถึงความแห้งแล้ง ความเค็ม หรือความเครียดทางชีวภาพ3,4,5ความเครียดเหล่านี้สามารถส่งผลเสียต่อสุขภาพและการพัฒนาของพืชผล และส่งผลให้ผลผลิตพืชผลลดลงในที่สุด6นอกจากนี้ ทรัพยากรน้ำจืดที่จำกัดส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อการชลประทานของพืชผล ในขณะที่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลกทำให้พื้นที่เพาะปลูกลดลงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ และเหตุการณ์ต่างๆ เช่น คลื่นความร้อน ทำให้ผลผลิตพืชลดลง7,8อุณหภูมิสูงเป็นเรื่องปกติในหลายพื้นที่ของโลก รวมถึงประเทศซาอุดิอาระเบียด้วยการใช้สารกระตุ้นทางชีวภาพหรือสารควบคุมการเจริญเติบโตของพืช (PGR) มีประโยชน์ในการทำให้วงจรการเจริญเติบโตสั้นลงและเพิ่มผลผลิตสูงสุดสามารถปรับปรุงความยืดหยุ่นของพืชและช่วยให้พืชสามารถรับมือกับสภาพการเจริญเติบโตที่ไม่เอื้ออำนวย9ในเรื่องนี้ สารกระตุ้นชีวภาพและสารควบคุมการเจริญเติบโตของพืชสามารถใช้ในระดับความเข้มข้นที่เหมาะสมที่สุดเพื่อปรับปรุงการเจริญเติบโตและผลผลิตของพืช10,11
แคโรทีนอยด์เป็นสารเตตราเทอร์พีนอยด์ที่ยังทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นของกรดแอบไซซิกไฟโตฮอร์โมน (ABA) และสตริโกแลคโตน (SL)12,13,14 เช่นเดียวกับสารควบคุมการเจริญเติบโตที่เพิ่งค้นพบอย่างซาซิโนน อะโนรีน และไซโคลซิทรัล15,16,17,18,19อย่างไรก็ตาม สารเมตาบอไลต์ที่เกิดขึ้นจริงส่วนใหญ่ รวมถึงอนุพันธ์ของแคโรทีนอยด์ มีแหล่งธรรมชาติที่จำกัด และ/หรือไม่เสถียร ทำให้การประยุกต์ใช้โดยตรงในด้านนี้ทำได้ยากดังนั้น ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา อะนาล็อก/การเลียนแบบ ABA และ SL หลายตัวได้รับการพัฒนาและทดสอบสำหรับการใช้งานทางการเกษตร20,21,22,23,24,25ในทำนองเดียวกัน เมื่อเร็ว ๆ นี้เราได้พัฒนาการเลียนแบบของ zaxinone (MiZax) ซึ่งเป็นสารที่ส่งเสริมการเจริญเติบโตที่อาจออกฤทธิ์โดยการเพิ่มการเผาผลาญน้ำตาล และควบคุมสภาวะสมดุลของ SL ในรากข้าวการเลียนแบบของ zaxinone 3 (MiZax3) และ MiZax5 (โครงสร้างทางเคมีที่แสดงในรูปที่ 1A) แสดงฤทธิ์ทางชีวภาพที่เทียบได้กับ zaxinone ในต้นข้าวป่าที่ปลูกแบบไฮโดรโปนิกส์และในดินนอกจากนี้ การรักษามะเขือเทศ อินทผาลัม พริกหยวก และฟักทองด้วย zaxinone, MiZax3 และ MiZx5 ช่วยปรับปรุงการเจริญเติบโตและผลผลิตของพืช กล่าวคือ ผลผลิตและคุณภาพของพริกไทย ภายใต้สภาวะเรือนกระจกและทุ่งโล่ง ซึ่งบ่งชี้ถึงบทบาทของสารกระตุ้นทางชีวภาพและการใช้ PGR27-สิ่งที่น่าสนใจคือ MiZax3 และ MiZax5 ยังปรับปรุงความทนทานต่อเกลือของพริกเขียวที่ปลูกภายใต้สภาวะความเค็มที่สูงขึ้น และ MiZax3 เพิ่มปริมาณสังกะสีในผลไม้เมื่อห่อหุ้มด้วยโครงข่ายโลหะและออร์แกนิกที่มีสังกะสี7,28
( A ) โครงสร้างทางเคมีของ MiZax3 และ MiZax5(B) ผลของการฉีดพ่นทางใบของ MZ3 และ MZ5 ที่ความเข้มข้น 5 µM และ 10 µM ต่อต้นมันฝรั่งภายใต้สภาพทุ่งโล่งการทดลองจะเกิดขึ้นในปี 2564 ข้อมูลจะแสดงเป็นค่าเฉลี่ย ± SDn≥15การวิเคราะห์ทางสถิติถูกดำเนินการโดยใช้การวิเคราะห์ทางเดียวของความแปรปรวน (ANOVA) และการทดสอบหลังการทดสอบของทูคีย์เครื่องหมายดอกจันบ่งบอกถึงความแตกต่างที่มีนัยสำคัญทางสถิติเมื่อเปรียบเทียบกับการจำลอง (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns ไม่มีนัยสำคัญ)HA – กรดฮิวมิก;MZ3, MiZax3, MiZax5;HA – กรดฮิวมิก;MZ3, MiZax3, MiZax5;
ในงานนี้ เราประเมิน MiZax (MiZax3 และ MiZax5) ที่ความเข้มข้นทางใบสามระดับ (5 µM และ 10 µM ในปี 2021 และ 2.5 µM และ 5 µM ในปี 2022) และเปรียบเทียบกับมันฝรั่ง (Solanum tuberosum L)กรดฮิวมิกควบคุมการเจริญเติบโตเชิงพาณิชย์ (HA) ได้รับการเปรียบเทียบกับสตรอเบอร์รี่ (Fragaria ananassa) ในการทดลองเรือนกระจกสตรอเบอร์รี่ในปี 2021 และ 2022 และในการทดลองภาคสนามสี่ครั้งในราชอาณาจักรซาอุดีอาระเบีย ซึ่งเป็นภูมิภาคที่มีสภาพภูมิอากาศแบบทะเลทรายโดยทั่วไปแม้ว่า HA จะเป็นสารกระตุ้นทางชีวภาพที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและมีผลประโยชน์มากมาย รวมถึงการเพิ่มความพร้อมใช้งานของสารอาหารในดิน และส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชโดยการควบคุมสภาวะสมดุลของฮอร์โมน ผลลัพธ์ของเราบ่งชี้ว่า MiZax นั้นเหนือกว่า HA
หัวมันฝรั่งพันธุ์ Diamond ถูกซื้อจาก Jabbar Nasser Al Bishi Trading Company, Jeddah, Saudi Arabiaต้นกล้าสตรอเบอร์รี่ 2 สายพันธุ์ “Sweet Charlie” และ “Festival” และกรดฮิวมิกถูกซื้อจาก Modern Agritech Company, Riyadh, Saudi Arabiaวัสดุจากพืชทั้งหมดที่ใช้ในงานนี้สอดคล้องกับคำชี้แจงนโยบายของ IUCN ว่าด้วยการวิจัยที่เกี่ยวข้องกับสัตว์ใกล้สูญพันธุ์และอนุสัญญาว่าด้วยการค้าสัตว์ป่าและพืชป่าที่ใกล้สูญพันธุ์
สถานที่ทดลองตั้งอยู่ในเมืองฮาดา อัล-ชาม ประเทศซาอุดีอาระเบีย (21°48′3″N, 39°43′25″E)ดินเป็นดินร่วนปนทราย pH 7.8 EC 1.79 dcm-130คุณสมบัติของดินแสดงอยู่ในตารางเสริม S1
ต้นกล้าสตรอเบอร์รี่ 3 ต้น (Fragaria x ananassa D. var. Festival) ที่ระยะใบจริงถูกแบ่งออกเป็น 3 กลุ่มเพื่อประเมินผลของการฉีดพ่นทางใบด้วย MiZax3 และ MiZax5 10 μM ต่อลักษณะการเจริญเติบโตและระยะเวลาออกดอกภายใต้สภาวะเรือนกระจกใช้การฉีดพ่นใบด้วยน้ำ (ที่มีอะซิโตน 0.1%) เป็นวิธีการสร้างแบบจำลองฉีดพ่นทางใบ MiZax 7 ครั้งในช่วงเวลาหนึ่งสัปดาห์มีการทดลองอิสระสองครั้งในวันที่ 15 และ 28 กันยายน 2021 ตามลำดับขนาดเริ่มต้นของสารประกอบแต่ละชนิดคือ 50 มล. จากนั้นค่อยๆ เพิ่มเป็นขนาดสุดท้าย 250 มล.เป็นเวลาสองสัปดาห์ติดต่อกันที่มีการบันทึกจำนวนไม้ดอกทุกวัน และคำนวณอัตราการออกดอกในช่วงต้นสัปดาห์ที่สี่เพื่อตรวจสอบลักษณะการเจริญเติบโต จำนวนใบ น้ำหนักสดและแห้งของพืช พื้นที่ใบทั้งหมด และจำนวนสโตลอนต่อต้น ถูกวัดเมื่อสิ้นสุดระยะการเจริญเติบโตและที่จุดเริ่มต้นของระยะการสืบพันธุ์วัดพื้นที่ใบโดยใช้เครื่องวัดพื้นที่ใบและตัวอย่างสดถูกทำให้แห้งในเตาอบที่ 100°C เป็นเวลา 48 ชั่วโมง
มีการทดลองภาคสนามสองครั้ง: การไถนาช่วงต้นและช่วงปลายหัวมันฝรั่งพันธุ์ "Diamant" ปลูกในเดือนพฤศจิกายนและกุมภาพันธ์ โดยมีช่วงทำให้สุกเร็วและปลายตามลำดับสารกระตุ้นทางชีวภาพ (MiZax-3 และ -5) ใช้ในความเข้มข้น 5.0 และ 10.0 µM (2021) และ 2.5 และ 5.0 µM (2022)ฉีดพ่นกรดฮิวมิก (HA) 1 กรัม/ลิตร สัปดาห์ละ 8 ครั้งใช้น้ำหรืออะซิโตนเป็นตัวควบคุมเชิงลบการออกแบบการทดสอบภาคสนามแสดงไว้ใน (รูปที่ S1 เพิ่มเติม)ใช้การออกแบบบล็อกสมบูรณ์แบบสุ่ม (RCBD) โดยมีพื้นที่แปลง 2.5 ม. x 3.0 ม. เพื่อทำการทดลองภาคสนามการรักษาแต่ละครั้งทำซ้ำสามครั้งโดยทำซ้ำอย่างอิสระระยะห่างระหว่างแปลงแต่ละแปลง 1.0 ม. และระยะห่างระหว่างแต่ละแปลง 2.0 ม.ระยะห่างระหว่างต้นไม้คือ 0.6 ม. ระยะห่างระหว่างแถวคือ 1 ม.รดน้ำต้นมันฝรั่งทุกวันโดยหยดในอัตรา 3.4 ลิตรต่อหยดทุกหยดระบบจะทำงานวันละสองครั้ง ครั้งละ 10 นาที เพื่อจ่ายน้ำให้กับพืชมีการใช้วิธีการทางการเกษตรที่แนะนำทั้งหมดสำหรับการปลูกมันฝรั่งในสภาวะแห้งแล้ง31สี่เดือนหลังปลูก วัดความสูงของต้น (ซม.) จำนวนกิ่งต่อต้น องค์ประกอบและผลผลิตมันฝรั่ง และคุณภาพหัวโดยใช้เทคนิคมาตรฐาน
ทดสอบต้นกล้าสตรอเบอร์รี่ 2 สายพันธุ์ (Sweet Charlie และ Festival) ภายใต้สภาพพื้นที่เพาะปลูกสารกระตุ้นทางชีวภาพ (MiZax-3 และ -5) ถูกใช้เป็นสเปรย์ฉีดใบที่ความเข้มข้น 5.0 และ 10.0 µM (2021) และ 2.5 และ 5.0 µM (2022) แปดครั้งต่อสัปดาห์ใช้ HA 1 กรัมต่อลิตรเป็นสเปรย์ทางใบควบคู่กับ MiZax-3 และ -5 โดยมีส่วนผสมควบคุม H2O หรือใช้อะซิโตนเป็นตัวควบคุมเชิงลบต้นกล้าสตรอเบอร์รี่ปลูกในแปลงขนาด 2.5 x 3 ม. ในช่วงต้นเดือนพฤศจิกายน โดยมีระยะห่างต้น 0.6 ม. และระยะห่างระหว่างแถว 1 ม.การทดลองดำเนินการที่ RCBD และทำซ้ำสามครั้งรดน้ำต้นไม้เป็นเวลา 10 นาทีในแต่ละวัน เวลา 7.00 น. และ 17.00 น. โดยใช้ระบบชลประทานแบบหยดที่มีดริปเปอร์โดยเว้นระยะห่าง 0.6 เมตร และมีความจุ 3.4 ลิตร มีการวัดส่วนประกอบทางการเกษตรและพารามิเตอร์ผลผลิตในช่วงฤดูปลูกประเมินคุณภาพผลไม้รวมทั้ง TSS (%) วิตามินซี 32 ความเป็นกรด และสารประกอบฟีนอลิกทั้งหมด33 ได้รับการประเมินที่ห้องปฏิบัติการสรีรวิทยาและเทคโนโลยีหลังการเก็บเกี่ยวของมหาวิทยาลัย King Abdulaziz
ข้อมูลแสดงเป็นค่าเฉลี่ยและความแปรผันแสดงเป็นค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานนัยสำคัญทางสถิติถูกกำหนดโดยใช้การวิเคราะห์ความแปรปรวนแบบทางเดียว (การวิเคราะห์ความแปรปรวนแบบทางเดียว) หรือการวิเคราะห์ความแปรปรวนแบบสองทางโดยใช้การทดสอบเปรียบเทียบหลายรายการของ Tukey โดยใช้ระดับความน่าจะเป็นที่ p < 0.05 หรือการทดสอบแบบสองด้านของนักเรียนเพื่อตรวจหาความแตกต่างที่มีนัยสำคัญ (*p < 0.05 , * *p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001)การตีความทางสถิติทั้งหมดดำเนินการโดยใช้ GraphPad Prism เวอร์ชัน 8.3.0การเชื่อมโยงได้รับการทดสอบโดยใช้การวิเคราะห์องค์ประกอบหลัก (PCA) ซึ่งเป็นวิธีการทางสถิติแบบหลายตัวแปร โดยใช้แพ็คเกจ R 34
ในรายงานก่อนหน้านี้ เราได้สาธิตกิจกรรมส่งเสริมการเจริญเติบโตของ MiZax ที่ความเข้มข้น 5 และ 10 μM ในพืชสวน และปรับปรุงตัวบ่งชี้คลอโรฟิลล์ในการทดสอบพืชในดิน (SPAD)จากผลลัพธ์เหล่านี้ เราใช้ความเข้มข้นเดียวกันในการประเมินผลกระทบของ MiZax ต่อมันฝรั่งซึ่งเป็นพืชอาหารที่สำคัญของโลก ในการทดลองภาคสนามในสภาพอากาศแบบทะเลทรายในปี 2021 โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เราสนใจที่จะทดสอบว่า MiZax สามารถเพิ่มการสะสมของแป้งได้หรือไม่ ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายของการสังเคราะห์ด้วยแสงโดยรวมแล้ว การใช้ MiZax ช่วยปรับปรุงการเจริญเติบโตของพืชมันฝรั่งเมื่อเทียบกับกรดฮิวมิก (HA) ส่งผลให้ความสูงของพืช มวลชีวภาพ และจำนวนกิ่งก้านเพิ่มขึ้น (รูปที่ 1B)นอกจากนี้ เราสังเกตว่า 5 μM MiZax3 และ MiZax5 มีผลดีกว่าในการเพิ่มความสูงของพืช จำนวนกิ่ง และชีวมวลของพืช เมื่อเทียบกับ 10 μM (รูปที่ 1B)นอกจากการเติบโตที่ดีขึ้นแล้ว MiZax ยังเพิ่มผลผลิตอีกด้วย โดยวัดจากจำนวนและน้ำหนักของหัวที่เก็บเกี่ยวได้ผลประโยชน์โดยรวมจะเด่นชัดน้อยลงเมื่อให้ MiZax ที่ความเข้มข้น 10 μM ซึ่งบ่งชี้ว่าควรให้สารประกอบเหล่านี้ที่ความเข้มข้นต่ำกว่านี้ (รูปที่ 1B)นอกจากนี้ เราสังเกตว่าไม่มีความแตกต่างในพารามิเตอร์ที่บันทึกไว้ทั้งหมดระหว่างการบำบัดอะซิโตน (จำลอง) และน้ำ (การควบคุม) ซึ่งบ่งชี้ว่าผลการปรับการเติบโตที่สังเกตไม่ได้เกิดจากตัวทำละลาย ซึ่งสอดคล้องกับรายงานก่อนหน้าของเรา
เนื่องจากฤดูปลูกมันฝรั่งในซาอุดิอาระเบียประกอบด้วยการสุกเร็วและปลาย เราจึงทำการศึกษาภาคสนามครั้งที่สองในปี 2565 โดยใช้ความเข้มข้นต่ำ (2.5 และ 5 µM) ในสองฤดูกาลเพื่อประเมินผลกระทบตามฤดูกาลของทุ่งเปิด (รูปที่ S2A เสริม)ตามที่คาดไว้ การใช้งาน MiZax ขนาด 5 μM ทั้งสองทำให้เกิดผลส่งเสริมการเจริญเติบโตคล้ายกับการทดลองครั้งแรก: เพิ่มความสูงของพืช การแตกแขนงเพิ่มขึ้น ชีวมวลสูงขึ้น และจำนวนหัวเพิ่มขึ้น (รูปที่ 2; รูปที่เสริม S3)ที่สำคัญเราสังเกตเห็นผลกระทบที่สำคัญของ PGR เหล่านี้ที่ความเข้มข้น 2.5 μM ในขณะที่การรักษาด้วย GA ไม่ได้แสดงผลที่คาดการณ์ไว้ผลลัพธ์นี้แสดงให้เห็นว่า MiZax สามารถใช้ได้แม้ในความเข้มข้นที่ต่ำกว่าที่คาดไว้นอกจากนี้แอปพลิเคชัน MiZax ยังเพิ่มความยาวและความกว้างของหัว (รูปที่ S2B เสริม)นอกจากนี้เรายังพบว่าน้ำหนักหัวเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ แต่ใช้ความเข้มข้น 2.5 µM ในทั้งสองฤดูกาลปลูกเท่านั้น
การประเมินฟีโนไทป์ของพืชเกี่ยวกับผลกระทบของ MiZax ต่อต้นมันฝรั่งที่สุกเร็วในเขต KAU ซึ่งดำเนินการในปี 2022 ข้อมูลแสดงถึงค่าเฉลี่ย ± ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานn≥15การวิเคราะห์ทางสถิติถูกดำเนินการโดยใช้การวิเคราะห์ทางเดียวของความแปรปรวน (ANOVA) และการทดสอบหลังการทดสอบของทูคีย์เครื่องหมายดอกจันบ่งบอกถึงความแตกต่างที่มีนัยสำคัญทางสถิติเมื่อเปรียบเทียบกับการจำลอง (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns ไม่มีนัยสำคัญ)HA – กรดฮิวมิก;MZ3, MiZax3, MiZax5;HA – กรดฮิวมิก;MZ3, MiZax3, MiZax5;
เพื่อให้เข้าใจผลของการรักษา (T) และปี (Y) ได้ดีขึ้น จึงมีการใช้การวิเคราะห์ความแปรปรวนแบบสองทางเพื่อตรวจสอบปฏิกิริยาระหว่างกัน (T x Y)แม้ว่า biostimulants (T) ทั้งหมดจะเพิ่มความสูงของต้นมันฝรั่งและมวลชีวภาพอย่างมีนัยสำคัญ แต่ MiZax3 และ MiZax5 เท่านั้นที่เพิ่มจำนวนและน้ำหนักของหัวอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งบ่งชี้ว่าการตอบสนองแบบสองทิศทางของหัวมันฝรั่งต่อ MiZax ทั้งสองนั้นมีความคล้ายคลึงกันโดยพื้นฐาน (รูปที่ 3))นอกจากนี้ เมื่อต้นฤดูกาล สภาพอากาศ (https://www.timeanddate.com/weather/saudi-arabia/jeddah/climate) จะร้อนขึ้น (เฉลี่ย 28 °C และความชื้น 52% (ปี 2565) ซึ่งลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ชีวมวลหัวโดยรวม (รูปที่ 2; รูปที่ S3 เพิ่มเติม)
ศึกษาผลกระทบของการบำบัด 5 µm (T) ปี (Y) และปฏิสัมพันธ์ (T x Y) ต่อมันฝรั่งข้อมูลแสดงถึงค่าเฉลี่ย ± ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานn ≥ 30 การวิเคราะห์ทางสถิติดำเนินการโดยใช้การวิเคราะห์ความแปรปรวนแบบสองทาง (ANOVA)เครื่องหมายดอกจันบ่งบอกถึงความแตกต่างที่มีนัยสำคัญทางสถิติเมื่อเปรียบเทียบกับการจำลอง (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns ไม่มีนัยสำคัญ)HA – กรดฮิวมิก;MZ3, MiZax3, MiZax5;
อย่างไรก็ตาม การรักษาด้วยมายแซ็กซ์ยังคงมีแนวโน้มที่จะกระตุ้นการเจริญเติบโตของพืชที่โตช้าโดยรวมแล้ว การทดลองอิสระทั้งสามรายการของเราแสดงให้เห็นอย่างไม่ต้องสงสัยว่าการใช้ MiZax มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อโครงสร้างของพืชโดยการเพิ่มจำนวนกิ่งก้านในความเป็นจริงมีผลกระทบปฏิสัมพันธ์สองทางอย่างมีนัยสำคัญระหว่าง (T) และ (Y) ต่อจำนวนสาขาหลังการรักษาด้วย MiZax (รูปที่ 3)ผลลัพธ์นี้สอดคล้องกับกิจกรรมของพวกเขาในฐานะตัวควบคุมเชิงลบของการสังเคราะห์ทางชีวภาพสตริโกแลคโตน (SL)26นอกจากนี้ ก่อนหน้านี้เราได้แสดงให้เห็นว่าการรักษาด้วย Zaxinone ทำให้เกิดการสะสมแป้งในรากข้าว ซึ่งอาจอธิบายการเพิ่มขนาดและน้ำหนักของหัวมันฝรั่งหลังการรักษาด้วย MiZax เนื่องจากหัวส่วนใหญ่ประกอบด้วยแป้ง
พืชผลถือเป็นพืชเศรษฐกิจที่สำคัญสตรอเบอร์รี่มีความไวต่อสภาวะความเครียดจากสิ่งมีชีวิต เช่น ความแห้งแล้งและอุณหภูมิสูงดังนั้นเราจึงตรวจสอบผลของ MiZax ต่อสตรอเบอร์รี่โดยการฉีดพ่นทางใบขั้นแรกเราให้ MiZax ที่ความเข้มข้น 10 µM เพื่อประเมินผลกระทบต่อการเจริญเติบโตของสตรอเบอร์รี่ (เทศกาลพันธุ์)ที่น่าสนใจคือเราสังเกตว่า MiZax3 เพิ่มจำนวนสโตลอนอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งสอดคล้องกับการแตกแขนงที่เพิ่มขึ้น ในขณะที่ MiZax5 ปรับปรุงอัตราการออกดอก ชีวมวลของพืช และพื้นที่ใบภายใต้สภาพเรือนกระจก (รูปที่ S4 เสริม) บ่งชี้ว่าสารประกอบทั้งสองนี้อาจแตกต่างกันทางชีวภาพเหตุการณ์ 26,27.เพื่อให้เข้าใจถึงผลกระทบที่มีต่อสตรอเบอร์รี่ภายใต้สภาพการเกษตรในชีวิตจริง เราได้ทำการทดลองภาคสนามโดยใช้ MiZax 5 และ 10 μM กับต้นสตรอเบอร์รี่ (พันธุ์ Sweet Charlie) ที่ปลูกในดินกึ่งทรายในปี 2021 (รูปที่ S5A)เมื่อเปรียบเทียบกับ GC เราไม่ได้สังเกตเห็นการเพิ่มขึ้นของมวลชีวภาพของพืช แต่พบแนวโน้มต่อจำนวนผลไม้ที่เพิ่มขึ้น (รูปที่ C6A-B)อย่างไรก็ตามแอปพลิเคชัน MiZax ส่งผลให้น้ำหนักผลไม้เดี่ยวเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญและบอกเป็นนัยถึงการพึ่งพาความเข้มข้น (รูปที่ S5B เสริม; รูปที่ S6B เสริม) บ่งชี้อิทธิพลของสารควบคุมการเจริญเติบโตของพืชเหล่านี้ต่อคุณภาพผลไม้สตรอเบอร์รี่เมื่อนำไปใช้ภายใต้สภาพทะเลทรายอิทธิพล.
เพื่อทำความเข้าใจว่าผลการส่งเสริมการเจริญเติบโตนั้นขึ้นอยู่กับประเภทของพันธุ์หรือไม่ เราได้เลือกพันธุ์สตรอเบอร์รี่เชิงพาณิชย์สองสายพันธุ์ในซาอุดีอาระเบีย (Sweet Charlie และ Festival) และทำการศึกษาภาคสนามสองครั้งในปี 2022 โดยใช้ MiZax ที่มีความเข้มข้นต่ำ (2.5 และ 5 µM)สำหรับ Sweet Charlie แม้ว่าจำนวนผลรวมไม่ได้เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ แต่โดยทั่วไปแล้วมวลชีวภาพของผลไม้จะสูงกว่าสำหรับพืชที่ได้รับการรักษาด้วย MiZax และจำนวนผลไม้ต่อแปลงเพิ่มขึ้นหลังการรักษาด้วย MiZax3 (รูปที่ 4)ข้อมูลเหล่านี้แนะนำเพิ่มเติมว่ากิจกรรมทางชีวภาพของ MiZax3 และ MiZax5 อาจแตกต่างกันนอกจากนี้ หลังการรักษาด้วย Myzax เราสังเกตเห็นการเพิ่มขึ้นของน้ำหนักสดและแห้งของพืช รวมถึงความยาวของยอดพืชด้วยเกี่ยวกับจำนวนสโตลอนและพืชใหม่ เราพบว่าเพิ่มขึ้นเพียง 5 μM MiZax (รูปที่ 4) ซึ่งบ่งชี้ว่าการประสานงาน MiZax ที่เหมาะสมที่สุดนั้นขึ้นอยู่กับพันธุ์พืช
ผลกระทบของ MiZax ต่อโครงสร้างพืชและผลผลิตสตรอเบอร์รี่ (พันธุ์ Sweet Charlie) จากแปลง KAU ดำเนินการในปี 2022 ข้อมูลแสดงถึงค่าเฉลี่ย ± ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานn ≥ 15 แต่คำนวณจำนวนผลต่อแปลงโดยเฉลี่ยจาก 15 ต้นจาก 3 แปลง (n = 3)การวิเคราะห์ทางสถิติดำเนินการโดยใช้การวิเคราะห์ความแปรปรวนทางเดียว (ANOVA) และการทดสอบหลังการทดสอบของทูคีย์หรือการทดสอบทีของนักเรียนแบบสองด้านเครื่องหมายดอกจันบ่งบอกถึงความแตกต่างที่มีนัยสำคัญทางสถิติเมื่อเปรียบเทียบกับการจำลอง (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns ไม่มีนัยสำคัญ)HA – กรดฮิวมิก;MZ3, MiZax3, MiZax5;
นอกจากนี้เรายังสังเกตเห็นกิจกรรมกระตุ้นการเจริญเติบโตที่คล้ายกันโดยสัมพันธ์กับน้ำหนักผลไม้และมวลชีวภาพของพืชในสตรอเบอร์รี่พันธุ์เทศกาล (รูปที่ 5) อย่างไรก็ตาม เราไม่พบความแตกต่างที่มีนัยสำคัญในจำนวนผลไม้ทั้งหมดต่อต้นหรือต่อแปลง (รูปที่ 5) 5);-สิ่งที่น่าสนใจคือการใช้ MiZax ช่วยเพิ่มความยาวและจำนวนสโตลอนของพืช ซึ่งบ่งชี้ว่าสารควบคุมการเจริญเติบโตของพืชเหล่านี้สามารถใช้เพื่อปรับปรุงการเจริญเติบโตของพืชผลไม้ได้ (รูปที่ 5)นอกจากนี้เรายังวัดพารามิเตอร์ทางชีวเคมีหลายอย่างเพื่อทำความเข้าใจคุณภาพผลไม้ของสองสายพันธุ์ที่รวบรวมจากสนาม แต่เราไม่ได้รับความแตกต่างใด ๆ ระหว่างการรักษาทั้งหมด (รูปที่ S7 เสริม; รูปที่ S8 เสริม)
ผลของ MiZax ต่อโครงสร้างพืชและผลผลิตสตรอเบอร์รี่ในแปลง KAU (พันธุ์ตามเทศกาล) ปี 2022 ข้อมูลเป็นค่าเฉลี่ย ± ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานn ≥ 15 แต่คำนวณจำนวนผลต่อแปลงโดยเฉลี่ยจาก 15 ต้นจาก 3 แปลง (n = 3)การวิเคราะห์ทางสถิติดำเนินการโดยใช้การวิเคราะห์ความแปรปรวนทางเดียว (ANOVA) และการทดสอบหลังการทดสอบของทูคีย์หรือการทดสอบทีของนักเรียนแบบสองด้านเครื่องหมายดอกจันบ่งบอกถึงความแตกต่างที่มีนัยสำคัญทางสถิติเมื่อเปรียบเทียบกับการจำลอง (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns ไม่มีนัยสำคัญ)HA – กรดฮิวมิก;MZ3, MiZax3, MiZax5;
ในการศึกษาของเราเกี่ยวกับสตรอเบอร์รี่ กิจกรรมทางชีวภาพของ MiZax3 และ MiZax5 แตกต่างออกไปก่อนอื่นเราตรวจสอบผลกระทบของการรักษา (T) และปี (Y) ต่อพันธุ์เดียวกัน (Sweet Charlie) โดยใช้การวิเคราะห์ความแปรปรวนแบบสองทางเพื่อกำหนดปฏิสัมพันธ์ของพวกมัน (T x Y)ดังนั้น GA จึงไม่มีผลกระทบต่อพันธุ์สตรอเบอร์รี่ (Sweet Charlie) ในขณะที่ 5 μM MiZax3 และ MiZax5 เพิ่มมวลชีวภาพของพืชและผลไม้อย่างมีนัยสำคัญ (รูปที่ 6) ซึ่งบ่งชี้ว่าปฏิสัมพันธ์สองทางของ MiZax ทั้งสองมีความคล้ายคลึงกันมากในการส่งเสริมสตรอเบอร์รี่ .การผลิตพืชผล
ประเมินผลกระทบของการรักษา 5 µM (T) ปี (Y) และปฏิสัมพันธ์ (T x Y) ต่อสตรอเบอร์รี่ (พันธุ์ Sweet Charlie)ข้อมูลแสดงถึงค่าเฉลี่ย ± ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานn ≥ 30 การวิเคราะห์ทางสถิติดำเนินการโดยใช้การวิเคราะห์ความแปรปรวนแบบสองทาง (ANOVA)เครื่องหมายดอกจันบ่งบอกถึงความแตกต่างที่มีนัยสำคัญทางสถิติเมื่อเปรียบเทียบกับการจำลอง (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns ไม่มีนัยสำคัญ)HA – กรดฮิวมิก;MZ3, MiZax3, MiZax5;
นอกจากนี้ เนื่องจากกิจกรรม MiZax ในทั้งสองสายพันธุ์มีความแตกต่างกันเล็กน้อย (รูปที่ 4; รูปที่ 5) เราจึงทำการวิเคราะห์ความแปรปรวนแบบสองทางโดยเปรียบเทียบการรักษา (T) และทั้งสองสายพันธุ์ (C)ประการแรก ไม่มีการรักษาใดที่ส่งผลต่อจำนวนผลไม้ต่อแปลง (รูปที่ 7) ซึ่งบ่งชี้ว่าไม่มีปฏิสัมพันธ์ที่มีนัยสำคัญระหว่าง (T x C) และแนะนำว่าทั้ง MiZax และ HA มีส่วนทำให้จำนวนผลไม้ทั้งหมดในทางตรงกันข้าม MiZax (แต่ไม่ใช่ HA) เพิ่มน้ำหนักพืช น้ำหนักผลไม้ สโตลอน และพืชใหม่อย่างมีนัยสำคัญ (รูปที่ 7) ซึ่งบ่งชี้ว่า MiZax3 และ MiZax5 ส่งเสริมการเจริญเติบโตของพันธุ์สตรอเบอร์รี่ที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญจากการวิเคราะห์ความแปรปรวนแบบสองทาง (T x Y) และ (T x C) เราสามารถสรุปได้ว่ากิจกรรมส่งเสริมการเติบโตของ MiZax3 และ MiZax5 ภายใต้สภาพสนามมีความคล้ายคลึงและสอดคล้องกันมาก
การประเมินการรักษาสตรอเบอร์รี่ด้วย 5 µM (T) สองสายพันธุ์ (C) และปฏิกิริยาระหว่างกัน (T x C)ข้อมูลแสดงถึงค่าเฉลี่ย ± ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานn ≥ 30 แต่คำนวณจำนวนผลต่อแปลงโดยเฉลี่ยจาก 15 ต้นจาก 3 แปลง (n = 6)การวิเคราะห์ทางสถิติดำเนินการโดยใช้การวิเคราะห์ความแปรปรวนแบบสองทาง (ANOVA)เครื่องหมายดอกจันบ่งบอกถึงความแตกต่างที่มีนัยสำคัญทางสถิติเมื่อเปรียบเทียบกับการจำลอง (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns ไม่มีนัยสำคัญ)HA – กรดฮิวมิก;MZ3, MiZax3, MiZax5;
สุดท้าย เราใช้การวิเคราะห์องค์ประกอบหลัก (PCA) เพื่อประเมินผลกระทบของสารประกอบที่ใช้กับมันฝรั่ง (T x Y) และสตรอเบอร์รี่ (T x C)ตัวเลขเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าการบำบัด HA นั้นคล้ายคลึงกับอะซิโตนในมันฝรั่งหรือน้ำในสตรอเบอร์รี่ (รูปที่ 8) ซึ่งบ่งชี้ว่ามีผลเชิงบวกค่อนข้างน้อยต่อการเจริญเติบโตของพืชสิ่งที่น่าสนใจคือผลกระทบโดยรวมของ MiZax3 และ MiZax5 แสดงการกระจายตัวที่เหมือนกันในมันฝรั่ง (รูปที่ 8A) ในขณะที่การกระจายตัวของสารประกอบทั้งสองนี้ในสตรอเบอร์รี่แตกต่างกัน (รูปที่ 8B)แม้ว่า MiZax3 และ MiZax5 จะแสดงการกระจายตัวเชิงบวกอย่างเด่นชัดในการเจริญเติบโตและผลผลิตของพืช การวิเคราะห์ PCA ชี้ให้เห็นว่ากิจกรรมการควบคุมการเจริญเติบโตอาจขึ้นอยู่กับพันธุ์พืชด้วย
การวิเคราะห์องค์ประกอบหลัก (PCA) ของ (A) มันฝรั่ง (T x Y) และ (B) สตรอเบอร์รี่ (T x C)ตารางคะแนนของทั้งสองกลุ่มเส้นที่เชื่อมต่อแต่ละส่วนประกอบนำไปสู่ศูนย์กลางของคลัสเตอร์
โดยสรุป จากการศึกษาภาคสนามอิสระห้าครั้งของเราเกี่ยวกับพืชที่มีมูลค่าสูงสองชนิด และสอดคล้องกับรายงานก่อนหน้าของเราระหว่างปี 2020 ถึง 202226,27 MiZax3 และ MiZax5 เป็นสารควบคุมการเจริญเติบโตของพืชที่มีแนวโน้มว่าจะสามารถปรับปรุงการเจริญเติบโตและผลผลิตของพืชได้รวมถึงธัญพืช ไม้ยืนต้น (อินทผาลัม) และพืชผลไม้พืชสวน26,27แม้ว่ากลไกระดับโมเลกุลที่อยู่นอกเหนือกิจกรรมทางชีวภาพของพวกเขายังคงเข้าใจยาก แต่ก็มีศักยภาพที่ดีสำหรับการใช้งานภาคสนามเหนือสิ่งอื่นใด เมื่อเทียบกับกรดฮิวมิก MiZax จะถูกใช้ในปริมาณที่น้อยกว่ามาก (ระดับไมโครโมลาร์หรือมิลลิกรัม) และผลเชิงบวกจะเด่นชัดกว่าดังนั้น เราประมาณปริมาณของ MiZax3 ต่อการใช้งาน (จากความเข้มข้นต่ำไปสูง): 3, 6 หรือ 12 กรัม/เฮกตาร์ และปริมาณของ MiZx5: 4, 7 หรือ 13 กรัม/เฮกตาร์ ทำให้ PGR เหล่านี้มีประโยชน์ในการปรับปรุงผลผลิตพืชผล .ค่อนข้างสามารถทำได้
เวลาโพสต์: 29 ก.ค.-2024