বিভিন্ন ফসলে তাপজনিত চাপ কমাতে একটি কৌশল হিসেবে উদ্ভিদ বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রক ব্যবহার করা হয়ে আসছে।

জলবায়ু পরিবর্তন ও তার তারতম্যের কারণে কলম্বিয়ায় ধানের উৎপাদন হ্রাস পাচ্ছে।উদ্ভিদ বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রকবিভিন্ন ফসলে তাপজনিত চাপ কমানোর কৌশল হিসেবে ব্যবহৃত হয়ে আসছে। তাই, এই গবেষণার উদ্দেশ্য ছিল সম্মিলিত তাপজনিত চাপ (উচ্চ দিন ও রাতের তাপমাত্রা), ক্যানোপি তাপমাত্রা এবং আপেক্ষিক জলীয় উপাদানের অধীনে থাকা দুটি বাণিজ্যিক ধানের জিনোটাইপের শারীরবৃত্তীয় প্রভাব (পত্ররন্ধ্রীয় পরিবাহিতা, মোট ক্লোরোফিলের পরিমাণ, Fv/Fm অনুপাত) এবং জৈব-রাসায়নিক চলকসমূহ (ম্যালনডাইঅ্যালডিহাইড (MDA) এবং প্রোলিনিক অ্যাসিডের পরিমাণ) মূল্যায়ন করা। প্রথম এবং দ্বিতীয় পরীক্ষাটি যথাক্রমে ফেডাররোজ ৬৭ (“F67”) এবং ফেডাররোজ ২০০০ (“F2000”) নামক দুটি ধানের জিনোটাইপের গাছ ব্যবহার করে পরিচালিত হয়েছিল। উভয় পরীক্ষাকে একটি ধারাবাহিক পরীক্ষা হিসেবে একত্রে বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। নির্ধারিত ট্রিটমেন্টগুলো ছিল নিম্নরূপ: অ্যাবসোলিউট কন্ট্রোল (AC) (সর্বোত্তম তাপমাত্রায় (দিন/রাতের তাপমাত্রা ৩০/২৫°C) জন্মানো ধানের গাছ), হিট স্ট্রেস কন্ট্রোল (SC) [শুধুমাত্র সম্মিলিত তাপজনিত চাপের (৪০/২৫°C) অধীনে থাকা ধানের গাছ]। ৩০°সে. তাপমাত্রায়, ধান গাছকে তাপজনিত চাপের মধ্যে রেখে উদ্ভিদ বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রক (স্ট্রেস+AUX, স্ট্রেস+BR, স্ট্রেস+CK বা স্ট্রেস+GA) দুইবার (তাপীয় চাপের ৫ দিন আগে এবং ৫ দিন পরে) স্প্রে করা হয়েছিল। SC গাছের (যেখানে “F67” গাছের তাজা ওজন ছিল যথাক্রমে ২.৩৬ এবং ২.৫৬ মিলিগ্রাম/গ্রাম) তুলনায় SA স্প্রে করার ফলে উভয় জাতের (ধান গাছ “F67” এবং “F2000”-এর তাজা ওজন ছিল যথাক্রমে ৩.২৫ এবং ৩.৬৫ মিলিগ্রাম/গ্রাম) মোট ক্লোরোফিলের পরিমাণ বৃদ্ধি পেয়েছিল। ধান “F2000”-এর ক্ষেত্রে, তাপীয় চাপ নিয়ন্ত্রণের তুলনায় CK-এর পাতায় প্রয়োগ সাধারণত ধান “F2000” গাছের পত্ররন্ধ্রীয় পরিবাহিতা উন্নত করেছিল (৪৯৯.২৫ বনাম ১৫০.৬০ মিলিমোল প্রতি বর্গমিটার প্রতি সেকেন্ড)। তাপীয় চাপে, গাছের শীর্ষের তাপমাত্রা ২-৩ ডিগ্রি সেলসিয়াস কমে যায় এবং গাছে MDA-এর পরিমাণ হ্রাস পায়। আপেক্ষিক সহনশীলতা সূচক থেকে দেখা যায় যে, পাতায় CK (৯৭.৬৯%) এবং BR (৬০.৭৩%) প্রয়োগ প্রধানত F2000 ধান গাছে সম্মিলিত তাপ চাপের সমস্যা প্রশমিত করতে সাহায্য করতে পারে। উপসংহারে বলা যায়, ধান গাছের শারীরবৃত্তীয় আচরণের উপর সম্মিলিত তাপ চাপের নেতিবাচক প্রভাব কমাতে সাহায্যকারী একটি কৃষি কৌশল হিসেবে BR বা CK পাতায় স্প্রে করাকে বিবেচনা করা যেতে পারে।
ধান (Oryza sativa) Poaceae গোত্রের অন্তর্গত এবং ভুট্টা ও গমের পাশাপাশি এটি বিশ্বের অন্যতম প্রধান চাষকৃত খাদ্যশস্য (বাজাজ ও মোহান্তি, ২০০৫)। ধান চাষের জমির পরিমাণ ৬১৭,৯৩৪ হেক্টর এবং ২০২০ সালে জাতীয় উৎপাদন ছিল ২,৯৩৭,৮৪০ টন, যার গড় ফলন ছিল হেক্টর প্রতি ৫.০২ টন (ফেদেরারোজ (ফেদেরাসিওন নাসিওনাল দে আররোসেরোস), ২০২১)।
বৈশ্বিক উষ্ণায়ন ধান ফসলের উপর প্রভাব ফেলছে, যার ফলে উচ্চ তাপমাত্রা এবং খরার মতো বিভিন্ন ধরনের অজৈব চাপ সৃষ্টি হচ্ছে। জলবায়ু পরিবর্তনের কারণে বৈশ্বিক তাপমাত্রা বাড়ছে; একবিংশ শতাব্দীতে তাপমাত্রা ১.০–৩.৭°C বৃদ্ধি পাবে বলে অনুমান করা হচ্ছে, যা তাপজনিত চাপের পুনরাবৃত্তি এবং তীব্রতা বাড়িয়ে দিতে পারে। পরিবেশের বর্ধিত তাপমাত্রা ধানের উপর প্রভাব ফেলেছে, যার ফলে ফসলের ফলন ৬–৭% হ্রাস পেয়েছে। অন্যদিকে, জলবায়ু পরিবর্তন ফসলের জন্য প্রতিকূল পরিবেশগত পরিস্থিতিও তৈরি করে, যেমন গ্রীষ্মমন্ডলীয় এবং উপ-গ্রীষ্মমন্ডলীয় অঞ্চলে তীব্র খরা বা উচ্চ তাপমাত্রা। এছাড়াও, এল নিনোর মতো পরিবর্তনশীল ঘটনা কিছু গ্রীষ্মমন্ডলীয় অঞ্চলে তাপজনিত চাপ সৃষ্টি করতে পারে এবং ফসলের ক্ষতি বাড়িয়ে তুলতে পারে। কলম্বিয়ায়, ২০৫০ সালের মধ্যে ধান উৎপাদনকারী এলাকাগুলিতে তাপমাত্রা ২–২.৫°C বৃদ্ধি পাবে বলে অনুমান করা হচ্ছে, যা ধানের উৎপাদন কমিয়ে দেবে এবং বাজারে পণ্যের প্রবাহ ও সরবরাহ শৃঙ্খলকে প্রভাবিত করবে।
বেশিরভাগ ধান ফসল এমন এলাকায় চাষ করা হয় যেখানে তাপমাত্রা ফসল বৃদ্ধির জন্য সর্বোত্তম সীমার কাছাকাছি থাকে (শাহ প্রমুখ, ২০১১)। জানা গেছে যে, ধানের জন্য সর্বোত্তম গড় দিন ও রাতের তাপমাত্রা হলো...ধানের বৃদ্ধি ও বিকাশসাধারণত সর্বোচ্চ তাপমাত্রা যথাক্রমে ২৮°C এবং ২২°C (কিলাসি এট আল., ২০১৮; ক্যালডেরন-পেজ এট আল., ২০২১)। এই সীমার উপরের তাপমাত্রা ধানের বিকাশের সংবেদনশীল পর্যায়গুলিতে (শাখা বের হওয়া, ফুল ফোটা, ফুল আসা এবং দানা ভরা) মাঝারি থেকে তীব্র তাপীয় পীড়ন সৃষ্টি করতে পারে, যার ফলে ধানের ফলন নেতিবাচকভাবে প্রভাবিত হয়। ফলন হ্রাসের প্রধান কারণ হলো দীর্ঘ সময় ধরে চলা তাপীয় পীড়ন, যা উদ্ভিদের শারীরবৃত্তিকে প্রভাবিত করে। পীড়নের সময়কাল এবং সর্বোচ্চ তাপমাত্রার মতো বিভিন্ন কারণের মিথস্ক্রিয়ার ফলে, তাপীয় পীড়ন উদ্ভিদের বিপাক এবং বিকাশে বিভিন্ন ধরনের অপূরণীয় ক্ষতি করতে পারে।
তাপীয় চাপ উদ্ভিদের বিভিন্ন শারীরবৃত্তীয় এবং জৈব রাসায়নিক প্রক্রিয়াকে প্রভাবিত করে। ধান গাছে পাতার সালোকসংশ্লেষণ হলো তাপীয় চাপের প্রতি সবচেয়ে সংবেদনশীল প্রক্রিয়াগুলোর মধ্যে একটি, কারণ দৈনিক তাপমাত্রা ৩৫° সেলসিয়াস অতিক্রম করলে সালোকসংশ্লেষণের হার ৫০% কমে যায়। তাপীয় চাপের ধরনের উপর নির্ভর করে ধান গাছের শারীরবৃত্তীয় প্রতিক্রিয়া ভিন্ন ভিন্ন হয়। উদাহরণস্বরূপ, যখন গাছ দিনের উচ্চ তাপমাত্রা (৩৩-৪০° সেলসিয়াস) অথবা দিন ও রাত উভয় সময়েই উচ্চ তাপমাত্রার (দিনে ৩৫-৪০° সেলসিয়াস, রাতে ২৮-৩০° সেলসিয়াস) সংস্পর্শে আসে, তখন সালোকসংশ্লেষণের হার এবং পত্ররন্ধ্রীয় পরিবাহিতা ব্যাহত হয় (Lü et al., 2013; Fahad et al., 2016; Chaturvedi et al., 2017)। রাতের উচ্চ তাপমাত্রা (৩০° সেলসিয়াস) সালোকসংশ্লেষণকে মাঝারিভাবে ব্যাহত করে কিন্তু রাতের শ্বসন বাড়িয়ে দেয় (Fahad et al., 2016; Alvarado-Sanabria et al., 2017)। চাপের সময়কাল নির্বিশেষে, তাপীয় চাপ ধান গাছের পাতার ক্লোরোফিলের পরিমাণ, ক্লোরোফিলের পরিবর্তনশীল প্রতিপ্রভা ও সর্বোচ্চ ক্লোরোফিল প্রতিপ্রভার অনুপাত (Fv/Fm), এবং রুবিকো সক্রিয়করণকেও প্রভাবিত করে (কাও এট আল. ২০০৯; ইয়িন এট আল. ২০১০); সানচেজ রেইনসো এট আল., ২০১৪)।
তাপীয় পীড়নের সাথে উদ্ভিদের অভিযোজনের আরেকটি দিক হলো জৈব রাসায়নিক পরিবর্তন (ওয়াহিদ প্রমুখ, ২০০৭)। উদ্ভিদের পীড়নের একটি জৈব রাসায়নিক সূচক হিসেবে প্রোলিনের পরিমাণ ব্যবহৃত হয়ে আসছে (আহমেদ ও হাসান ২০১১)। উদ্ভিদের বিপাকক্রিয়ায় প্রোলিন একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, কারণ এটি উচ্চ তাপমাত্রার পরিস্থিতিতে কার্বন বা নাইট্রোজেনের উৎস এবং ঝিল্লি স্থিতিশীলকারী হিসেবে কাজ করে (সাঁচেজ-রেইনোসো প্রমুখ, ২০১৪)। উচ্চ তাপমাত্রা লিপিড পারঅক্সিডেশনের মাধ্যমে ঝিল্লির স্থিতিশীলতাকেও প্রভাবিত করে, যার ফলে ম্যালনডাইঅ্যালডিহাইড (MDA) তৈরি হয় (ওয়াহিদ প্রমুখ, ২০০৭)। তাই, তাপীয় পীড়নের অধীনে কোষ ঝিল্লির কাঠামোগত অখণ্ডতা বোঝার জন্য MDA-এর পরিমাণও ব্যবহৃত হয়ে আসছে (কাও প্রমুখ, ২০০৯; শ্যাভেজ-আরিয়াস প্রমুখ, ২০১৮)। পরিশেষে, সম্মিলিত তাপীয় পীড়ন [৩৭/৩০°সে (দিন/রাত)] ধানে ইলেকট্রোলাইট নিঃসরণের হার এবং ম্যালনডাইঅ্যালডিহাইডের পরিমাণ বৃদ্ধি করে (লিউ প্রমুখ, ২০১৩)।
উদ্ভিদ বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রক (জিআর) ব্যবহার তাপজনিত চাপের নেতিবাচক প্রভাব প্রশমিত করতে পারে বলে মূল্যায়ন করা হয়েছে, কারণ এই পদার্থগুলো এই ধরনের চাপের বিরুদ্ধে উদ্ভিদের প্রতিক্রিয়া বা শারীরবৃত্তীয় প্রতিরক্ষা ব্যবস্থায় সক্রিয়ভাবে জড়িত থাকে (পেলেগ ও ব্লুমওয়াল্ড, ২০১১; ইয়িন প্রমুখ, ২০১১; আহমেদ প্রমুখ, ২০১৫)। জিনগত সম্পদের বাহ্যিক প্রয়োগ বিভিন্ন ফসলের তাপজনিত চাপ সহনশীলতার উপর ইতিবাচক প্রভাব ফেলেছে। গবেষণায় দেখা গেছে যে জিবেরেলিন (জিএ), সাইটোকাইনিন (সিকে), অক্সিন (অক্স) বা ব্র্যাসিনোস্টেরয়েড (বিআর)-এর মতো ফাইটো হরমোন বিভিন্ন শারীরবৃত্তীয় এবং জৈব রাসায়নিক চলকের বৃদ্ধি ঘটায় (পেলেগ ও ব্লুমওয়াল্ড, ২০১১; ইয়িন প্রমুখ, ২০১১; মিটলার প্রমুখ, ২০১২; ঝোউ প্রমুখ, ২০১৪)। কলম্বিয়াতে, জিনগত সম্পদের বাহ্যিক প্রয়োগ এবং ধান ফসলের উপর এর প্রভাব সম্পূর্ণরূপে বোঝা ও অধ্যয়ন করা হয়নি। তবে, পূর্ববর্তী একটি গবেষণায় দেখা গেছে যে, বিআর (BR) এর পত্রীয় স্প্রে ধানের চারা পাতার গ্যাস বিনিময় বৈশিষ্ট্য, ক্লোরোফিল বা প্রোলিন উপাদানের উন্নতির মাধ্যমে ধানের সহনশীলতা বাড়াতে পারে (Quintero-Calderón et al., 2021)।
সাইটোকাইনিন তাপীয় পীড়নসহ বিভিন্ন অজৈব পীড়নের বিরুদ্ধে উদ্ভিদের প্রতিক্রিয়ায় মধ্যস্থতা করে (হা এট আল., ২০১২)। এছাড়াও, এটি জানা গেছে যে সাইটোকাইনিনের বাহ্যিক প্রয়োগ তাপীয় ক্ষতি কমাতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, তাপীয় পীড়নের সময় ক্রিপিং বেন্টগ্রাস (Agrotis estolonifera)-এ জিয়েটিনের বাহ্যিক প্রয়োগ সালোকসংশ্লেষণের হার, ক্লোরোফিল ‘এ’ ও ‘বি’-এর পরিমাণ এবং ইলেকট্রন পরিবহনের দক্ষতা বৃদ্ধি করে (জু ও হুয়াং, ২০০৯; জেসপারসেন ও হুয়াং, ২০১৫)। জিয়েটিনের বাহ্যিক প্রয়োগ উদ্ভিদের কলায় অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট কার্যকলাপ উন্নত করতে, বিভিন্ন প্রোটিনের সংশ্লেষণ বাড়াতে এবং রিঅ্যাক্টিভ অক্সিজেন স্পিসিস (ROS) জনিত ক্ষতি ও ম্যালনডাইঅ্যালডিহাইড (MDA) উৎপাদন কমাতেও পারে (চেরনিয়াদিয়েভ, ২০০৯; ইয়াং এট আল., ২০০৯; ২০১৬; কুমার এট আল., ২০২০)।
জিবেরেলিক অ্যাসিডের ব্যবহার তাপীয় পীড়নের বিরুদ্ধেও ইতিবাচক সাড়া দেখিয়েছে। গবেষণায় দেখা গেছে যে, জিএ (GA) জৈব সংশ্লেষণ বিভিন্ন বিপাকীয় পথকে নিয়ন্ত্রণ করে এবং উচ্চ তাপমাত্রার পরিস্থিতিতে সহনশীলতা বৃদ্ধি করে (আলন্সো-রামিরেজ প্রমুখ ২০০৯; খান প্রমুখ ২০২০)। আবদেল-নবী প্রমুখ (২০২০) দেখেছেন যে, নিয়ন্ত্রিত উদ্ভিদের তুলনায় তাপ-পীড়িত কমলা গাছে বহিরাগত জিএ (২৫ বা ৫০ মিগ্রা*লি) পাতায় স্প্রে করলে সালোকসংশ্লেষণের হার এবং অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট কার্যকলাপ বৃদ্ধি পেতে পারে। এটিও লক্ষ্য করা গেছে যে, তাপীয় পীড়নের অধীনে খেজুর গাছে (Phoenix dactylifera) বহিরাগত এইচএ (HA) প্রয়োগ করলে আপেক্ষিক আর্দ্রতা, ক্লোরোফিল ও ক্যারোটিনয়েডের পরিমাণ বৃদ্ধি পায় এবং লিপিড পারঅক্সিডেশন হ্রাস পায় (খান প্রমুখ, ২০২০)। উচ্চ তাপমাত্রার পরিস্থিতিতে অভিযোজিত বৃদ্ধির প্রতিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণে অক্সিনও একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে (সান প্রমুখ, ২০১২; ওয়াং প্রমুখ, ২০১৬)। এই বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রকটি অজৈব চাপের অধীনে প্রোলিন সংশ্লেষণ বা অবক্ষয়ের মতো বিভিন্ন প্রক্রিয়ায় একটি জৈব রাসায়নিক নির্দেশক হিসেবে কাজ করে (আলি এট আল. ২০০৭)। এছাড়াও, AUX অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট কার্যকলাপ বৃদ্ধি করে, যার ফলে লিপিড পারঅক্সিডেশন কমে যাওয়ায় উদ্ভিদে MDA হ্রাস পায় (বিয়েলাচ এট আল., ২০১৭)। সের্গিভ এট আল. (২০১৮) লক্ষ্য করেছেন যে তাপ চাপের অধীনে মটর গাছে (পিসাম স্যাটিভাম) প্রোলিন – ডাইমিথাইলঅ্যামিনোইথোক্সিকার্বনাইলমিথাইল)ন্যাফথাইলক্লোরোমিথাইল ইথার (TA-14)-এর পরিমাণ বৃদ্ধি পায়। একই পরীক্ষায়, তারা আরও লক্ষ্য করেছেন যে AUX দ্বারা শোধিত নয় এমন উদ্ভিদের তুলনায় শোধিত উদ্ভিদে MDA-এর মাত্রা কম ছিল।
ব্রাসিনোস্টেরয়েড হলো আরেক শ্রেণীর বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রক যা তাপজনিত চাপের প্রভাব প্রশমিত করতে ব্যবহৃত হয়। ওগওয়েনো এট আল. (২০০৮) রিপোর্ট করেছেন যে, বাহ্যিকভাবে ব্রাসিনোস্টেরয়েড স্প্রে করার ফলে তাপজনিত চাপের অধীনে থাকা টমেটো (Solanum lycopersicum) গাছের নিট সালোকসংশ্লেষণ হার, পত্ররন্ধ্রীয় পরিবাহিতা এবং রুবিকো কার্বক্সিলেশনের সর্বোচ্চ হার ৮ দিন ধরে বৃদ্ধি পায়। এপিব্রাসিনোস্টেরয়েডের পত্রীয় স্প্রে তাপজনিত চাপের অধীনে থাকা শসা (Cucumis sativus) গাছের নিট সালোকসংশ্লেষণ হার বাড়াতে পারে (ইউ এট আল., ২০০৪)। এছাড়াও, বাহ্যিকভাবে ব্রাসিনোস্টেরয়েড প্রয়োগ তাপজনিত চাপের অধীনে থাকা উদ্ভিদের ক্লোরোফিলের অবক্ষয়কে বিলম্বিত করে এবং জল ব্যবহারের দক্ষতা ও PSII ফটোকেমিস্ট্রির সর্বোচ্চ কোয়ান্টাম ইল্ড বৃদ্ধি করে (হোলা এট আল., ২০১০; টুসাগুনপ্যানিট এট আল., ২০১৫)।
জলবায়ু পরিবর্তন এবং পরিবর্তনশীলতার কারণে, ধানের ফসল উচ্চ দৈনিক তাপমাত্রার সময়কালের সম্মুখীন হয় (লেস্ক এট আল।, 2016; গারসেস, 2020; ফেদেরারোজ (ফেডারাসিয়ন ন্যাসিওনাল ডি অ্যারোসেরোস), 2021)। উদ্ভিদের ফেনোটাইপিংয়ে, ধান-উত্পাদিত এলাকায় তাপের চাপ কমানোর কৌশল হিসেবে ফাইটোনিউট্রিয়েন্ট বা বায়োস্টিমুল্যান্টের ব্যবহার অধ্যয়ন করা হয়েছে (আলভারাডো-সানাবরিয়া এট আল।, 2017; ক্যালডেরন-পেজ এট আল।, 2021; কুইন্টেরো-ক্যাল্ডেরন এট আল।, 21)। এছাড়াও, জৈব রাসায়নিক এবং শারীরবৃত্তীয় চলকসমূহের (পাতার তাপমাত্রা, পত্ররন্ধ্রীয় পরিবাহিতা, ক্লোরোফিল ফ্লুরোসেন্স প্যারামিটার, ক্লোরোফিল ও আপেক্ষিক জলীয় উপাদান, ম্যালনডাইঅ্যালডিহাইড এবং প্রোলিন সংশ্লেষণ) ব্যবহার স্থানীয় ও আন্তর্জাতিকভাবে তাপ পীড়নের অধীনে থাকা ধান গাছ শনাক্তকরণের জন্য একটি নির্ভরযোগ্য উপায় (সাঁচেজ-রেইনোসো প্রমুখ, ২০১৪; আলভারাদো-সানাব্রিয়া প্রমুখ, ২০১৭)। তবে, স্থানীয় পর্যায়ে ধানে পাতায় ফাইটোহরমোন স্প্রে ব্যবহারের উপর গবেষণা এখনও বিরল। অতএব, ধানে জটিল তাপ পীড়নের নেতিবাচক প্রভাব মোকাবেলায় বাস্তবসম্মত কৃষি কৌশল প্রস্তাবের জন্য উদ্ভিদ বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রকের প্রয়োগের শারীরবৃত্তীয় এবং জৈব রাসায়নিক প্রতিক্রিয়া নিয়ে গবেষণা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। সুতরাং, এই গবেষণার উদ্দেশ্য ছিল চারটি উদ্ভিদ বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রকের (AUX, CK, GA এবং BR) পাতায় প্রয়োগের শারীরবৃত্তীয় (পত্ররন্ধ্রীয় পরিবাহিতা, ক্লোরোফিল ফ্লুরোসেন্স প্যারামিটার এবং আপেক্ষিক জলীয় উপাদান) এবং জৈব রাসায়নিক প্রভাব (সালোকসংশ্লেষী রঞ্জক, ম্যালনডাইঅ্যালডিহাইড এবং প্রোলিনের পরিমাণ) মূল্যায়ন করা। সম্মিলিত তাপীয় পীড়নের (দিন ও রাতের উচ্চ তাপমাত্রা) অধীনে থাকা দুটি বাণিজ্যিক ধানের জিনোটাইপের পরিবর্তনশীলতা।
এই গবেষণায় দুটি স্বতন্ত্র পরীক্ষা করা হয়েছিল। ফেডেররোজ ৬৭ (F67: গত দশকে উচ্চ তাপমাত্রায় বিকশিত একটি জিনোটাইপ) এবং ফেডেররোজ ২০০০ (F2000: বিংশ শতাব্দীর শেষ দশকে বিকশিত একটি জিনোটাইপ যা সাদা পাতার ভাইরাসের বিরুদ্ধে প্রতিরোধ ক্ষমতা দেখায়) জিনোটাইপ দুটির বীজ যথাক্রমে প্রথমবারের জন্য এবং দ্বিতীয় পরীক্ষার জন্য ব্যবহার করা হয়েছিল। উভয় জিনোটাইপই কলম্বিয়ার কৃষকদের দ্বারা ব্যাপকভাবে চাষ করা হয়। ২% জৈব পদার্থযুক্ত বেলে দোআঁশ মাটিসহ ১০-লিটার ট্রে-তে (দৈর্ঘ্য ৩৯.৬ সেমি, প্রস্থ ২৮.৮ সেমি, উচ্চতা ১৬.৮ সেমি) বীজ বপন করা হয়েছিল। প্রতিটি ট্রে-তে পাঁচটি অঙ্কুরিত বীজ রোপণ করা হয়েছিল। ট্রে-গুলো কলম্বিয়ার জাতীয় বিশ্ববিদ্যালয়ের কৃষি বিজ্ঞান অনুষদের বোগোটা ক্যাম্পাসের (৪৩°৫০′৫৬″ উত্তর, ৭৪°০৪′০৫১″ পশ্চিম) গ্রিনহাউসে রাখা হয়েছিল, যা সমুদ্রপৃষ্ঠ থেকে ২৫৫৬ মিটার উচ্চতায় অবস্থিত। মি.) এবং ২০১৯ সালের অক্টোবর থেকে ডিসেম্বর পর্যন্ত পরিচালিত হয়েছিল। ২০২০ সালের একই মৌসুমে একটি পরীক্ষা (ফেদেরোজ ৬৭) এবং দ্বিতীয় পরীক্ষাটি (ফেদেরোজ ২০০০)।
প্রতিটি রোপণ মৌসুমে গ্রিনহাউসের পরিবেশগত অবস্থা নিম্নরূপ: দিন ও রাতের তাপমাত্রা ৩০/২৫°সে, আপেক্ষিক আর্দ্রতা ৬০~৮০%, প্রাকৃতিক আলোককাল ১২ ঘণ্টা (দুপুরে সালোকসংশ্লেষণ সক্রিয় বিকিরণ ১৫০০ µmol (ফোটন) m-2 s-)। সানচেজ-রেইনোসো এট আল. (২০১৯) অনুসারে, বীজ অঙ্কুরোদগমের ২০ দিন পর (DAE) গাছগুলোতে প্রতিটি উপাদানের পরিমাণ অনুযায়ী সার প্রয়োগ করা হয়েছিল: প্রতি গাছে ৬৭০ মিলিগ্রাম নাইট্রোজেন, প্রতি গাছে ১১০ মিলিগ্রাম ফসফরাস, প্রতি গাছে ৩৫০ মিলিগ্রাম পটাশিয়াম, প্রতি গাছে ৬৮ মিলিগ্রাম ক্যালসিয়াম, প্রতি গাছে ২০ মিলিগ্রাম ম্যাগনেসিয়াম, প্রতি গাছে ২০ মিলিগ্রাম সালফার, প্রতি গাছে ১৭ মিলিগ্রাম সিলিকন। গাছগুলোতে প্রতি গাছে ১০ মিলিগ্রাম বোরন, প্রতি গাছে ১৭ মিলিগ্রাম তামা এবং প্রতি গাছে ৪৪ মিলিগ্রাম দস্তা রয়েছে। প্রতিটি পরীক্ষায় ধানের গাছগুলোকে ৪৭ DAE পর্যন্ত রাখা হয়েছিল, এই সময়ের মধ্যে তারা ফিনোলজিক্যাল পর্যায় V5-এ পৌঁছেছিল। পূর্ববর্তী গবেষণায় দেখা গেছে যে ধানের উপর তাপীয় পীড়ন গবেষণা পরিচালনার জন্য এই ফিনোলজিক্যাল পর্যায়টি একটি উপযুক্ত সময় (Sánchez-Reinoso et al., 2014; Alvarado-Sanabria et al., 2017)।
প্রতিটি পরীক্ষায়, পাতা বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রকের দুটি পৃথক প্রয়োগ করা হয়েছিল। গাছগুলোকে পরিবেশগত চাপের জন্য প্রস্তুত করতে তাপীয় চাপ প্রয়োগের ৫ দিন আগে (৪২ ডিএই) পাতায় ফাইটো হরমোন স্প্রে-এর প্রথম সেট প্রয়োগ করা হয়েছিল। এরপর গাছগুলোকে চাপের অবস্থার সংস্পর্শে আনার ৫ দিন পরে (৫২ ডিএই) পাতায় দ্বিতীয়বার স্প্রে করা হয়েছিল। চারটি ফাইটো হরমোন ব্যবহার করা হয়েছিল এবং এই গবেষণায় স্প্রে করা প্রতিটি সক্রিয় উপাদানের বৈশিষ্ট্য পরিপূরক সারণি ১-এ তালিকাভুক্ত করা হয়েছে। ব্যবহৃত পাতা বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রকগুলোর ঘনত্ব ছিল নিম্নরূপ: (i) অক্সিন (১-ন্যাফথাইলঅ্যাসেটিক অ্যাসিড: এনএএ) ৫ × ১০−৫ মোলার ঘনত্বে (ii) জিবেরেলিন (জিবেরেলিক অ্যাসিড: এনএএ) ৫ × ১০–৫ মোলার ঘনত্বে; (iii) সাইটোকাইনিন (ট্রান্স-জিয়াটিন) ১ × ১০⁻⁵ M (iv) ব্রাসিনোস্টেরয়েড [স্পাইরোস্টান-৬-ওয়ান, ৩,৫-ডাইহাইড্রক্সি-, (৩বি,৫এ,২৫আর)] ৫ × ১০⁻⁵ M। এই ঘনত্বগুলো নির্বাচন করা হয়েছিল কারণ এগুলো ইতিবাচক প্রতিক্রিয়া সৃষ্টি করে এবং তাপজনিত পীড়নের বিরুদ্ধে উদ্ভিদের প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি করে (জহির প্রমুখ, ২০০১; ওয়েন প্রমুখ, ২০১০; এল-বাসিওনি প্রমুখ, ২০১২; সালেহিফার প্রমুখ, ২০১৭)। যে ধান গাছগুলোতে কোনো উদ্ভিদ বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রক স্প্রে করা হয়নি, সেগুলোকে শুধুমাত্র পাতিত জল দিয়ে শোধন করা হয়েছিল। সমস্ত ধান গাছে হ্যান্ড স্প্রেয়ার দিয়ে স্প্রে করা হয়েছিল। পাতার উপরের এবং নিচের পৃষ্ঠ আর্দ্র করার জন্য গাছে ২০ মিলি H₂O প্রয়োগ করুন। সমস্ত পাতায় স্প্রে করার ক্ষেত্রে কৃষি সহায়ক (অ্যাগ্রোটিন, বায়ার ক্রপসায়েন্স, কলম্বিয়া) ০.১% (v/v) হারে ব্যবহার করা হয়েছিল। পাত্র এবং স্প্রেয়ারের মধ্যে দূরত্ব ৩০ সেমি।
প্রতিটি পরীক্ষায় প্রথম পাতায় স্প্রে করার ৫ দিন পর (৪৭ ডিএই) তাপীয় পীড়ন প্রয়োগ করা হয়েছিল। তাপীয় পীড়ন সৃষ্টি করতে বা একই পরিবেশগত অবস্থা বজায় রাখতে ধানের চারাগাছগুলোকে গ্রিনহাউস থেকে একটি ২৯৪ লিটারের গ্রোথ চেম্বারে (এমএলআর-৩৫১এইচ, সানিও, আইএল, ইউএসএ) স্থানান্তর করা হয়েছিল (৪৭ ডিএই)। সম্মিলিত তাপীয় পীড়ন প্রয়োগ করা হয়েছিল চেম্বারটিকে নিম্নলিখিত দিন/রাতের তাপমাত্রায় সেট করে: দিনের সর্বোচ্চ তাপমাত্রা [৪০°সে, ৫ ঘণ্টার জন্য (১১:০০ থেকে ১৬:০০ পর্যন্ত)] এবং রাতের সময়কাল [৩০°সে, ৫ ঘণ্টার জন্য]। একটানা ৮ দিন (১৯:০০ থেকে ২৪:০০ পর্যন্ত)। পীড়নের তাপমাত্রা এবং প্রয়োগের সময়কাল পূর্ববর্তী গবেষণার (সাঁচেজ-রেইনোসো এট আল. ২০১৪; আলভারাদো-সানাব্রিয়া এট আল. ২০১৭) উপর ভিত্তি করে নির্বাচন করা হয়েছিল। অন্যদিকে, গ্রোথ চেম্বারে স্থানান্তরিত একদল গাছকে গ্রিনহাউসে টানা ৮ দিন ধরে একই তাপমাত্রায় (দিনে ৩০°সে/রাতে ২৫°সে) রাখা হয়েছিল।
পরীক্ষার শেষে নিম্নলিখিত ট্রিটমেন্ট গ্রুপগুলো পাওয়া গিয়েছিল: (i) বৃদ্ধির তাপমাত্রা অবস্থা + পাতিত জলের প্রয়োগ [পরম নিয়ন্ত্রণ (AC)], (ii) তাপীয় পীড়ন অবস্থা + পাতিত জলের প্রয়োগ [তাপীয় পীড়ন নিয়ন্ত্রণ (SC)], (iii) তাপীয় পীড়ন অবস্থা + অক্সিন প্রয়োগ (AUX), (iv) তাপীয় পীড়ন অবস্থা + জিবেরেলিন প্রয়োগ (GA), (v) তাপীয় পীড়ন অবস্থা + সাইটোকাইনিন প্রয়োগ (CK), এবং (vi) তাপীয় পীড়ন অবস্থা + ব্র্যাসিনোস্টেরয়েড (BR) পরিশিষ্ট। এই ট্রিটমেন্ট গ্রুপগুলো দুটি জিনোটাইপের (F67 এবং F2000) জন্য ব্যবহার করা হয়েছিল। সমস্ত ট্রিটমেন্ট একটি সম্পূর্ণ এলোমেলো নকশায় (completely randomized design) পাঁচটি প্রতিলিপি (replicates) সহকারে পরিচালিত হয়েছিল, যার প্রতিটিতে একটি করে গাছ ছিল। পরীক্ষার শেষে নির্ধারিত চলকগুলো পাঠ করার জন্য প্রতিটি গাছ ব্যবহার করা হয়েছিল। পরীক্ষাটি ৫৫ DAE পর্যন্ত স্থায়ী ছিল।
একটি বহনযোগ্য পোরোসোমিটার (SC-1, METER Group Inc., USA) ব্যবহার করে পত্ররন্ধ্রীয় পরিবাহিতা (gs) পরিমাপ করা হয়েছিল, যার পরিমাপের পরিসর ছিল ০ থেকে ১০০০ mmol m-2 s-1 এবং নমুনা প্রকোষ্ঠের মুখ ছিল ৬.৩৫ মিমি। গাছের প্রধান কাণ্ড সম্পূর্ণ প্রসারিত থাকা অবস্থায় একটি পরিণত পাতায় স্টোমামিটার প্রোব সংযুক্ত করে পরিমাপগুলো নেওয়া হয়। প্রতিটি ট্রিটমেন্টের জন্য, সকাল ১১:০০ থেকে বিকাল ৪:০০ এর মধ্যে প্রতিটি গাছের তিনটি পাতা থেকে gs-এর পাঠ নেওয়া হয়েছিল এবং সেগুলোর গড় করা হয়েছিল।
ঘৌলাম এট আল. (২০০২) দ্বারা বর্ণিত পদ্ধতি অনুসারে RWC নির্ধারণ করা হয়েছিল। g নির্ধারণের জন্য ব্যবহৃত সম্পূর্ণ প্রসারিত পাতাটি RWC পরিমাপের জন্যও ব্যবহার করা হয়েছিল। ফসল তোলার পরপরই একটি ডিজিটাল স্কেল ব্যবহার করে সতেজ ওজন (FW) নির্ধারণ করা হয়েছিল। এরপর পাতাগুলোকে জলভর্তি একটি প্লাস্টিকের পাত্রে রেখে ঘরের তাপমাত্রায় (২২°সে.) ৪৮ ঘণ্টার জন্য অন্ধকারে রেখে দেওয়া হয়। তারপর একটি ডিজিটাল স্কেলে ওজন করে প্রসারিত ওজন (TW) লিপিবদ্ধ করা হয়। স্ফীত পাতাগুলোকে ৭৫°সে. তাপমাত্রায় ৪৮ ঘণ্টার জন্য ওভেনে শুকানো হয় এবং তাদের শুষ্ক ওজন (DW) লিপিবদ্ধ করা হয়।
একটি ক্লোরোফিল মিটার (atLeafmeter, FT Green LLC, USA) ব্যবহার করে আপেক্ষিক ক্লোরোফিলের পরিমাণ নির্ণয় করা হয়েছিল এবং এটিকে atLeaf এককে প্রকাশ করা হয়েছিল (Dey et al., 2016)। একটি কন্টিনিউয়াস এক্সাইটেশন ক্লোরোফিল ফ্লুরোমিটার (Handy PEA, Hansatech Instruments, UK) ব্যবহার করে PSII-এর সর্বোচ্চ কোয়ান্টাম এফিসিয়েন্সি রিডিং (Fv/Fm অনুপাত) রেকর্ড করা হয়েছিল। Fv/Fm পরিমাপের আগে লিফ ক্ল্যাম্প ব্যবহার করে পাতাগুলোকে ২০ মিনিটের জন্য অন্ধকারে অভিযোজিত করা হয়েছিল (Restrepo-Diaz and Garces-Varon, 2013)। পাতাগুলো অন্ধকারে অভিযোজিত হওয়ার পর, বেসলাইন (F0) এবং সর্বোচ্চ ফ্লুরোসেন্স (Fm) পরিমাপ করা হয়েছিল। এই ডেটা থেকে, পরিবর্তনশীল ফ্লুরোসেন্স (Fv = Fm – F0), পরিবর্তনশীল ফ্লুরোসেন্স ও সর্বোচ্চ ফ্লুরোসেন্সের অনুপাত (Fv/Fm), PSII ফটোকেমিস্ট্রির সর্বোচ্চ কোয়ান্টাম ইল্ড (Fv/F0) এবং Fm/F0 অনুপাত গণনা করা হয়েছিল (Baker, 2008; Lee et al. ., 2017)। জিএস পরিমাপের জন্য ব্যবহৃত একই পাতাগুলিতে আপেক্ষিক ক্লোরোফিল এবং ক্লোরোফিল ফ্লুরোসেন্সের পাঠ নেওয়া হয়েছিল।
জৈব রাসায়নিক চলক হিসেবে প্রায় ৮০০ মিলিগ্রাম পাতার তাজা ওজন সংগ্রহ করা হয়েছিল। এরপর পাতার নমুনাগুলোকে তরল নাইট্রোজেনে সমজাতীয় করে পরবর্তী বিশ্লেষণের জন্য সংরক্ষণ করা হয়। টিস্যুর ক্লোরোফিল ‘এ’, ‘বি’ এবং ক্যারোটিনয়েডের পরিমাণ নির্ণয়ের জন্য ব্যবহৃত স্পেকট্রোমেট্রিক পদ্ধতিটি ওয়েলবার্ন (১৯৯৪) কর্তৃক বর্ণিত পদ্ধতি এবং সমীকরণের উপর ভিত্তি করে তৈরি। পাতার টিস্যুর নমুনা (৩০ মিলিগ্রাম) সংগ্রহ করে ৩ মিলি ৮০% অ্যাসিটোনে সমজাতীয় করা হয়। এরপর কণা অপসারণের জন্য নমুনাগুলোকে ১০ মিনিটের জন্য ৫০০০ আরপিএম-এ সেন্ট্রিফিউজ করা হয় (মডেল ৪২০১০১, বেক্টন ডিকিনসন প্রাইমারি কেয়ার ডায়াগনস্টিকস, ইউএসএ)। সুপারন্যাট্যান্টকে ৮০% অ্যাসিটোন যোগ করে ৬ মিলি চূড়ান্ত আয়তনে লঘু করা হয় (সিমস এবং গ্যামন, ২০০২)। একটি স্পেকট্রোফটোমিটার (স্পেকট্রোনিক বায়োমেট ৩ ইউভি-ভিস, থার্মো, ইউএসএ) ব্যবহার করে ক্লোরোফিলের পরিমাণ ৬৬৩ (ক্লোরোফিল এ) ও ৬৪৬ (ক্লোরোফিল বি) ন্যানোমিটারে এবং ক্যারোটিনয়েডের পরিমাণ ৪৭০ ন্যানোমিটারে নির্ণয় করা হয়েছিল।
হজেস এট আল. (১৯৯৯) কর্তৃক বর্ণিত থায়োবারবিচুরিক অ্যাসিড (টিবিএ) পদ্ধতিটি মেমব্রেন লিপিড পারঅক্সিডেশন (এমডিএ) নির্ণয়ের জন্য ব্যবহার করা হয়েছিল। প্রায় ০.৩ গ্রাম পাতার টিস্যুও তরল নাইট্রোজেনে হোমোজিনাইজ করা হয়েছিল। নমুনাগুলোকে ৫০০০ আরপিএম-এ সেন্ট্রিফিউজ করা হয়েছিল এবং একটি স্পেকট্রোফটোমিটারে ৪৪০, ৫৩২ ও ৬০০ ন্যানোমিটারে অ্যাবজর্বেন্স পরিমাপ করা হয়েছিল। পরিশেষে, এক্সটিংশন কোএফিসিয়েন্ট (১৫৭ M mL−1) ব্যবহার করে এমডিএ-এর ঘনত্ব গণনা করা হয়েছিল।
বেটস এট আল. (১৯৭৩) দ্বারা বর্ণিত পদ্ধতি ব্যবহার করে সমস্ত ট্রিটমেন্টের প্রোলিন উপাদান নির্ধারণ করা হয়েছিল। সংরক্ষিত নমুনায় ১০ মিলি ৩% সালফোসালিসাইলিক অ্যাসিডের জলীয় দ্রবণ যোগ করুন এবং হোয়াটম্যান ফিল্টার পেপার (নং ২) দিয়ে ছেঁকে নিন। তারপর এই ফিলট্রেটের ২ মিলি, ২ মিলি নিনহাইড্রিক অ্যাসিড এবং ২ মিলি গ্লেসিয়াল অ্যাসিটিক অ্যাসিডের সাথে বিক্রিয়া করানো হয়। মিশ্রণটিকে ৯০° সেলসিয়াস তাপমাত্রার একটি ওয়াটার বাথে ১ ঘন্টার জন্য রাখা হয়েছিল। বরফের উপর রেখে বিক্রিয়াটি বন্ধ করুন। একটি ভরটেক্স শেকার ব্যবহার করে টিউবটি জোরে ঝাঁকান এবং প্রাপ্ত দ্রবণটিকে ৪ মিলি টলুইনে দ্রবীভূত করুন। সালোকসংশ্লেষী রঞ্জক পদার্থের পরিমাণ নির্ধারণের জন্য ব্যবহৃত একই স্পেকট্রোফটোমিটার (স্পেকট্রোনিক বায়োমেট ৩ ইউভি-ভিস, থার্মো, ম্যাডিসন, ডব্লিউআই, ইউএসএ) ব্যবহার করে ৫২০ ন্যানোমিটারে শোষণ মাত্রা নির্ধারণ করা হয়েছিল।
ক্যানোপি তাপমাত্রা এবং সিএসআই (CSI) গণনা করার জন্য গেরহার্ডস এট আল. (২০১৬) দ্বারা বর্ণিত পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়েছে। স্ট্রেস পিরিয়ডের শেষে একটি ফ্লির ২ ক্যামেরা (ফ্লির সিস্টেমস ইনক., বস্টন, এমএ, ইউএসএ) দিয়ে ±২°C নির্ভুলতায় থার্মাল ফটোগ্রাফ তোলা হয়েছিল। ছবি তোলার জন্য গাছের পিছনে একটি সাদা পৃষ্ঠ রাখা হয়েছিল। এক্ষেত্রেও, দুটি কারখানাকে রেফারেন্স মডেল হিসেবে বিবেচনা করা হয়েছিল। গাছগুলোকে একটি সাদা পৃষ্ঠের উপর রাখা হয়েছিল; একটিতে সমস্ত পত্ররন্ধ্র খোলার অনুকরণে একটি কৃষি সহায়ক (অ্যাগ্রোটিন, বায়ার ক্রপসায়েন্স, বোগোটা, কলম্বিয়া) এর প্রলেপ দেওয়া হয়েছিল [ওয়েট মোড (Twet)], এবং অন্যটি ছিল কোনো কিছু প্রয়োগ ছাড়া একটি পাতা [ড্রাই মোড (Tdry)] (ক্যাস্ট্রো-ডুক এট আল., ২০২০)। চিত্রগ্রহণের সময় ক্যামেরা এবং টবের মধ্যে দূরত্ব ছিল ১ মিটার।
এই গবেষণায় মূল্যায়ন করা পরীক্ষামূলক জিনোটাইপগুলির সহনশীলতা নির্ধারণের জন্য, নিয়ন্ত্রিত উদ্ভিদের (যেসব উদ্ভিদে কোনো পীড়নমূলক ব্যবস্থা নেওয়া হয়নি এবং যেগুলিতে বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রক প্রয়োগ করা হয়েছে) তুলনায় পরীক্ষামূলক উদ্ভিদের পত্ররন্ধ্রীয় পরিবাহিতা (gs) ব্যবহার করে পরোক্ষভাবে আপেক্ষিক সহনশীলতা সূচক (RTI) গণনা করা হয়েছিল। Chávez-Arias et al. (2020) থেকে গৃহীত একটি সমীকরণ ব্যবহার করে RTI নির্ণয় করা হয়েছিল।
প্রতিটি পরীক্ষায়, গাছের উপরের অংশ থেকে সংগৃহীত সম্পূর্ণ প্রসারিত পাতা ব্যবহার করে ৫৫ DAE-তে উপরে উল্লিখিত সমস্ত শারীরবৃত্তীয় চলক নির্ণয় ও লিপিবদ্ধ করা হয়েছিল। এছাড়াও, গাছপালা যে পরিবেশগত পরিস্থিতিতে বেড়ে ওঠে তার পরিবর্তন এড়ানোর জন্য পরিমাপগুলো একটি গ্রোথ চেম্বারে করা হয়েছিল।
প্রথম ও দ্বিতীয় পরীক্ষার উপাত্ত একটি ধারাবাহিক পরীক্ষা হিসেবে একত্রে বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। প্রতিটি পরীক্ষামূলক দলে ৫টি করে গাছ ছিল এবং প্রতিটি গাছ একটি পরীক্ষামূলক একক হিসেবে গণ্য হয়েছিল। ভেদাঙ্ক বিশ্লেষণ (ANOVA) করা হয়েছিল (P ≤ ০.০৫)। যখন তাৎপর্যপূর্ণ পার্থক্য শনাক্ত করা হয়েছিল, তখন P ≤ ০.০৫-এ ট্যুকির পোস্ট হক তুলনামূলক পরীক্ষা ব্যবহার করা হয়েছিল। শতাংশ মান রূপান্তর করতে আর্কসাইন ফাংশন ব্যবহার করুন। Statistix v 9.0 সফটওয়্যার (Analytical Software, Tallahassee, FL, USA) ব্যবহার করে উপাত্ত বিশ্লেষণ করা হয়েছিল এবং SigmaPlot (সংস্করণ 10.0; Systat Software, San Jose, CA, USA) ব্যবহার করে তা প্লট করা হয়েছিল। গবেষণাধীন সেরা উদ্ভিদ বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রকগুলো শনাক্ত করার জন্য InfoStat 2016 সফটওয়্যার (Analysis Software, National University of Cordoba, Argentina) ব্যবহার করে প্রধান উপাদান বিশ্লেষণ (main component analysis) করা হয়েছিল।
সারণি ১-এ পরীক্ষা, বিভিন্ন ট্রিটমেন্ট এবং পাতার সালোকসংশ্লেষী রঞ্জক পদার্থ (ক্লোরোফিল এ, বি, মোট এবং ক্যারোটিনয়েড), ম্যালনডাইঅ্যালডিহাইড (MDA) ও প্রোলিনের পরিমাণ এবং পত্ররন্ধ্রীয় পরিবাহিতার উপর তাদের পারস্পরিক ক্রিয়ার অ্যানোভা (ANOVA) সারসংক্ষেপ দেখানো হয়েছে। ৫৫ DAE-তে ধান গাছের gs, আপেক্ষিক জলীয় উপাদান (RWC), ক্লোরোফিলের পরিমাণ, ক্লোরোফিল আলফা ফ্লুরোসেন্স প্যারামিটার, ক্রাউন তাপমাত্রা (PCT) (°C), শস্য পীড়ন সূচক (CSI) এবং আপেক্ষিক সহনশীলতা সূচকের প্রভাবও দেখানো হয়েছে।
সারণি ১. বিভিন্ন পরীক্ষা (জিনোটাইপ) এবং তাপীয় পীড়ন প্রক্রিয়ার মধ্যে ধানের শারীরবৃত্তীয় ও জৈব-রাসায়নিক চলকসমূহের অ্যানোভা উপাত্তের সারসংক্ষেপ।
পরীক্ষা এবং ট্রিটমেন্টগুলোর মধ্যে পাতার সালোকসংশ্লেষী রঞ্জক পদার্থের পারস্পরিক ক্রিয়া, আপেক্ষিক ক্লোরোফিলের পরিমাণ (অ্যাটলিফ রিডিংস), এবং আলফা-ক্লোরোফিল ফ্লুরোসেন্স প্যারামিটারগুলোর পার্থক্য (পি≤০.০১) সারণি ২-এ দেখানো হয়েছে। দিনের এবং রাতের উচ্চ তাপমাত্রা মোট ক্লোরোফিল এবং ক্যারোটিনয়েডের পরিমাণ বাড়িয়ে দিয়েছে। সর্বোত্তম তাপমাত্রার পরিস্থিতিতে জন্মানো গাছের (২.৬৭ মিগ্রা/গ্রাম) তুলনায়, কোনো ফাইটো হরমোনের পাতায় স্প্রে ছাড়া ধানের চারাগাছে (‘এফ৬৭’-এর জন্য ২.৩৬ মিগ্রা/গ্রাম এবং ‘এফ২০০০’-এর জন্য ২.৫৬ মিগ্রা/গ্রাম) মোট ক্লোরোফিলের পরিমাণ কম ছিল। উভয় পরীক্ষায়, ‘এফ৬৭’-এর পরিমাণ ছিল ২.৮০ মিগ্রা/গ্রাম এবং ‘এফ২০০০’-এর পরিমাণ ছিল ২.৮০ মিগ্রা/গ্রাম। এছাড়াও, তাপীয় পীড়নের অধীনে AUX এবং GA স্প্রে-এর মিশ্রণ দিয়ে শোধন করা ধানের চারাগাছে উভয় জেনোটাইপেই ক্লোরোফিলের পরিমাণ হ্রাস পেয়েছে ("F67"-এর জন্য AUX = ১.৯৬ মিলিগ্রাম/গ্রাম এবং GA = ১.৪৫ মিলিগ্রাম/গ্রাম; "F67"-এর জন্য AUX = ১.৯৬ মিলিগ্রাম/গ্রাম এবং GA = ১.৪৫ মিলিগ্রাম/গ্রাম; "F2000"-এর জন্য AUX = ২.২৪ মিলিগ্রাম/গ্রাম এবং GA = ১.৪৩ মিলিগ্রাম/গ্রাম)। তাপীয় পীড়নের অধীনে, BR দিয়ে পাতায় স্প্রে করার ফলে উভয় জেনোটাইপেই এই চলকের সামান্য বৃদ্ধি ঘটেছে। পরিশেষে, সমস্ত শোধনের (AUX, GA, BR, SC এবং AC শোধন) মধ্যে CK পাতায় স্প্রে করার ফলে জেনোটাইপ F67 (৩.২৪ মিলিগ্রাম/গ্রাম) এবং F2000 (৩.৬৫ মিলিগ্রাম/গ্রাম)-এ সালোকসংশ্লেষী রঞ্জকের সর্বোচ্চ মান দেখা গেছে। সম্মিলিত তাপীয় চাপের কারণে ক্লোরোফিলের আপেক্ষিক পরিমাণ (একক পাতা) হ্রাস পেয়েছিল। উভয় জিনোটাইপের ক্ষেত্রেই সিসি (CC) স্প্রে করা গাছগুলিতে সর্বোচ্চ মান রেকর্ড করা হয়েছিল (“F67”-এর জন্য ৪১.৬৬ এবং “F2000”-এর জন্য ৪৯.৩০)। ট্রিটমেন্ট এবং জাতগুলির মধ্যে Fv এবং Fv/Fm অনুপাত উল্লেখযোগ্য পার্থক্য দেখিয়েছে (সারণি ২)। সামগ্রিকভাবে, এই চলকগুলির মধ্যে, F67 জাতটি F2000 জাতের তুলনায় তাপীয় চাপের প্রতি কম সংবেদনশীল ছিল। দ্বিতীয় পরীক্ষায় Fv এবং Fv/Fm অনুপাত বেশি ক্ষতিগ্রস্ত হয়েছিল। পীড়িত 'F2000' চারাগাছ, যেগুলিতে কোনো ফাইটো হরমোন স্প্রে করা হয়নি, সেগুলির Fv মান (2120.15) এবং Fv/Fm অনুপাত (0.59) ছিল সর্বনিম্ন, কিন্তু CK দিয়ে পাতায় স্প্রে করার ফলে এই মানগুলি পুনরুদ্ধার করতে সাহায্য করে (Fv: 2591.89, Fv/Fm অনুপাত: 0.73), এবং এর মান সর্বোত্তম তাপমাত্রার অধীনে বেড়ে ওঠা “F2000” উদ্ভিদের অনুরূপ পাওয়া যায় (Fv: 2955.35, Fv/Fm অনুপাত: 0.73:0.72)। প্রাথমিক ফ্লুরোসেন্স (F0), সর্বোচ্চ ফ্লুরোসেন্স (Fm), PSII-এর সর্বোচ্চ ফটোকেমিক্যাল কোয়ান্টাম ইল্ড (Fv/F0) এবং Fm/F0 অনুপাতে কোনো উল্লেখযোগ্য পার্থক্য ছিল না। পরিশেষে, BR-এর ক্ষেত্রেও CK-এর মতো একই প্রবণতা দেখা যায় (Fv 2545.06, Fv/Fm অনুপাত 0.73)।
সারণি ২. অঙ্কুরোদগমের ৫৫ দিন পর (DAE) দুটি ধানের জিনোটাইপের [ফেডাররোজ ৬৭ (F67) এবং ফেডাররোজ ২০০০ (F2000)] উদ্ভিদে সম্মিলিত তাপীয় পীড়নের (৪০°/৩০°সে দিন/রাত) প্রভাবে পাতার সালোকসংশ্লেষী রঞ্জক পদার্থ [মোট ক্লোরোফিল (Chl Total), ক্লোরোফিল a (Chl a), ক্লোরোফিল b (Chl b) এবং ক্যারোটিনয়েড Cx+c], আপেক্ষিক ক্লোরোফিলের পরিমাণ (অ্যাটলিফ একক), ক্লোরোফিল ফ্লুরোসেন্স প্যারামিটার (প্রাথমিক ফ্লুরোসেন্স (F0), সর্বোচ্চ ফ্লুরোসেন্স (Fm), পরিবর্তনশীল ফ্লুরোসেন্স (Fv), সর্বোচ্চ PSII দক্ষতা (Fv/Fm), PSII-এর আলোকরাসায়নিক সর্বোচ্চ কোয়ান্টাম ফলন (Fv/F0) এবং Fm/F0)।
পরীক্ষামূলক এবং পাতায় প্রয়োগকৃত পদ্ধতির পারস্পরিক ক্রিয়ার ফলে বিভিন্নভাবে শোধিত ধান গাছের আপেক্ষিক জলীয় উপাদানে (RWC) পার্থক্য দেখা গেছে (P ≤ 0.05) (চিত্র ১ক)। SA দিয়ে শোধন করার পর, উভয় জেনোটাইপের ক্ষেত্রেই সর্বনিম্ন মান রেকর্ড করা হয়েছে (F67-এর জন্য ৭৪.০১% এবং F2000-এর জন্য ৭৬.৬%)। তাপজনিত চাপের পরিস্থিতিতে, বিভিন্ন ফাইটো হরমোন দিয়ে শোধন করা উভয় জেনোটাইপের ধান গাছের RWC উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে। সামগ্রিকভাবে, CK, GA, AUX, বা BR-এর পাতায় প্রয়োগ RWC-কে এমন মানে বৃদ্ধি করেছে যা পরীক্ষাকালীন অনুকূল পরিস্থিতিতে বেড়ে ওঠা গাছের মানের অনুরূপ। সম্পূর্ণ নিয়ন্ত্রিত এবং পাতায় স্প্রে করা গাছগুলিতে উভয় জেনোটাইপের ক্ষেত্রেই প্রায় ৮৩% মান রেকর্ড করা হয়েছে। অন্যদিকে, gs-ও পরীক্ষা-শোধন পদ্ধতির পারস্পরিক ক্রিয়ায় উল্লেখযোগ্য পার্থক্য দেখিয়েছে (P ≤ 0.01) (চিত্র ১খ)। অ্যাবসোলিউট কন্ট্রোল (AC) উদ্ভিদেও প্রতিটি জেনোটাইপের জন্য সর্বোচ্চ মান পাওয়া গেছে (F67-এর জন্য 440.65 mmol m-2s-1 এবং F2000-এর জন্য 511.02 mmol m-2s-1)। শুধুমাত্র সম্মিলিত তাপীয় পীড়নের শিকার হওয়া ধান গাছগুলিতে উভয় জেনোটাইপের জন্যই সর্বনিম্ন gs মান দেখা গেছে (F67-এর জন্য 150.60 mmol m-2s-1 এবং F2000-এর জন্য 171.32 mmol m-2s-1)। সমস্ত উদ্ভিদ বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রক দিয়ে পাতায় স্প্রে করার ফলেও g বৃদ্ধি পেয়েছে। CC দিয়ে স্প্রে করা F2000 ধান গাছগুলিতে ফাইটো হরমোন দিয়ে পাতায় স্প্রে করার প্রভাব আরও স্পষ্ট ছিল। এই উদ্ভিদ গোষ্ঠীটি অ্যাবসোলিউট কন্ট্রোল উদ্ভিদের তুলনায় কোনো পার্থক্য দেখায়নি (AC 511.02 এবং CC 499.25 mmol m-2s-1)।
চিত্র ১। অঙ্কুরোদগমের ৫৫ দিন পর (DAE) দুটি ধানের জিনোটাইপের (F67 এবং F2000) উদ্ভিদে সম্মিলিত তাপীয় পীড়নের (৪০°/৩০°সে দিন/রাত) প্রভাব: আপেক্ষিক জলীয় উপাদান (RWC) (A), পত্ররন্ধ্রীয় পরিবাহিতা (gs) (B), ম্যালনডাইঅ্যালডিহাইড (MDA) উৎপাদন (C), এবং প্রোলিন উপাদান (D)। প্রতিটি জিনোটাইপের জন্য পরীক্ষিত ট্রিটমেন্টগুলো হলো: অ্যাবসোলিউট কন্ট্রোল (AC), তাপীয় পীড়ন কন্ট্রোল (SC), তাপীয় পীড়ন + অক্সিন (AUX), তাপীয় পীড়ন + জিবেরেলিন (GA), তাপীয় পীড়ন + সেল মাইটোজেন (CK), এবং তাপীয় পীড়ন + ব্র্যাসিনোস্টেরয়েড (BR)। প্রতিটি কলাম পাঁচটি ডেটা পয়েন্টের (n = 5) গড় ± স্ট্যান্ডার্ড এরর নির্দেশ করে। ভিন্ন অক্ষর দ্বারা চিহ্নিত কলামগুলো ট্যুকি'স টেস্ট (P ≤ ০.০৫) অনুযায়ী পরিসংখ্যানগতভাবে তাৎপর্যপূর্ণ পার্থক্য নির্দেশ করে। সমান চিহ্নযুক্ত অক্ষরগুলো নির্দেশ করে যে গড়টি পরিসংখ্যানগতভাবে তাৎপর্যপূর্ণ নয় (≤ ০.০৫)।
পরীক্ষা এবং ফাইটো হরমোন প্রয়োগের পারস্পরিক ক্রিয়ার ফলে MDA (P ≤ 0.01) এবং প্রোলিনের (P ≤ 0.01) পরিমাণেও উল্লেখযোগ্য পার্থক্য দেখা গেছে (চিত্র ১সি, ডি)। উভয় জিনোটাইপেই SC প্রয়োগে লিপিড পারঅক্সিডেশন বৃদ্ধি লক্ষ্য করা গেছে (চিত্র ১সি), তবে পাতা বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রক স্প্রে প্রয়োগ করা গাছগুলিতে উভয় জিনোটাইপেই লিপিড পারঅক্সিডেশন হ্রাস পেয়েছে; সাধারণভাবে, ফাইটো হরমোন (CA, AUC, BR বা GA) ব্যবহারের ফলে লিপিড পারঅক্সিডেশন (MDA-এর পরিমাণ) হ্রাস পায়। দুটি জেনোটাইপের এসি উদ্ভিদ এবং তাপ পীড়নের অধীনে থাকা ও ফাইটো হরমোন স্প্রে করা উদ্ভিদের মধ্যে কোনো পার্থক্য পাওয়া যায়নি ("F67" উদ্ভিদে পর্যবেক্ষণকৃত তাজা ওজনের মান ছিল ৪.৩৮–৬.৭৭ µmol g-1 এবং "F2000" উদ্ভিদে পর্যবেক্ষণকৃত তাজা ওজনের মান ছিল ২.৮৪ থেকে ৯.১৮ µmol g-1)। অন্যদিকে, সম্মিলিত পীড়নের অধীনে "F67" উদ্ভিদে প্রোলিন সংশ্লেষণ "F2000" উদ্ভিদের তুলনায় কম ছিল, যা প্রোলিন উৎপাদন বৃদ্ধিতে ভূমিকা রাখে। তাপ পীড়িত ধান উদ্ভিদে, উভয় পরীক্ষায়, এটি পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল যে এই হরমোনগুলির প্রয়োগ F2000 উদ্ভিদের অ্যামিনো অ্যাসিডের পরিমাণ উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করেছে (AUX এবং BR ছিল যথাক্রমে ৩০.৪৪ এবং ১৮.৩৪ µmol g-1) (চিত্র ১জি)।
উদ্ভিদের ক্যানোপি তাপমাত্রা এবং আপেক্ষিক সহনশীলতা সূচক (আরটিআই)-এর উপর পাতায় উদ্ভিদ বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রক স্প্রে এবং সম্মিলিত তাপীয় চাপের প্রভাব চিত্র ২এ এবং ২বি-তে দেখানো হয়েছে। উভয় জিনোটাইপের ক্ষেত্রে, এসি উদ্ভিদের ক্যানোপি তাপমাত্রা ছিল প্রায় ২৭°সে এবং এসসি উদ্ভিদের ক্যানোপি তাপমাত্রা ছিল প্রায় ২৮°সে। এটিও পরিলক্ষিত হয়েছে যে, এসসি উদ্ভিদের তুলনায় সিকে এবং বিআর দিয়ে পাতায় স্প্রে করার ফলে ক্যানোপি তাপমাত্রা ২-৩°সে হ্রাস পেয়েছে (চিত্র ২এ)। আরটিআই অন্যান্য শারীরবৃত্তীয় চলকের মতোই আচরণ প্রদর্শন করেছে, যা পরীক্ষা এবং ট্রিটমেন্টের মধ্যে পারস্পরিক ক্রিয়ায় উল্লেখযোগ্য পার্থক্য (পি ≤ ০.০১) দেখিয়েছে (চিত্র ২বি)। উভয় জিনোটাইপেই এসসি উদ্ভিদ কম সহনশীলতা দেখিয়েছে (যথাক্রমে “এফ৬৭” এবং “এফ২০০০” ধান গাছের জন্য ৩৪.১৮% এবং ৩৩.৫২%)। উচ্চ তাপমাত্রার চাপে থাকা উদ্ভিদের ক্ষেত্রে ফাইটো হরমোনের পাতায় প্রয়োগ আরটিআই উন্নত করে। এই প্রভাব সিসি দিয়ে স্প্রে করা “এফ২০০০” উদ্ভিদের ক্ষেত্রে আরও বেশি স্পষ্ট ছিল, যেখানে আরটিআই ছিল ৯৭.৬৯। অন্যদিকে, শুধুমাত্র পাতায় স্প্রে করার ফলে সৃষ্ট পীড়নের পরিস্থিতিতে ধান গাছের ফলন পীড়ন সূচকে (CSI) উল্লেখযোগ্য পার্থক্য পরিলক্ষিত হয়েছে (P ≤ 0.01) (চিত্র ২বি)। শুধুমাত্র জটিল তাপ পীড়নের শিকার হওয়া ধান গাছগুলোতেই সর্বোচ্চ পীড়ন সূচকের মান (০.৮১৬) দেখা গেছে। যখন ধান গাছে বিভিন্ন ফাইটো হরমোন স্প্রে করা হয়েছিল, তখন পীড়ন সূচক কম ছিল (মান ০.৬ থেকে ০.৬৭)। পরিশেষে, সর্বোত্তম পরিস্থিতিতে জন্মানো ধান গাছের মান ছিল ০.১৩৮।
চিত্র ২। দুটি উদ্ভিদ প্রজাতির ক্যানোপি তাপমাত্রা (A), আপেক্ষিক সহনশীলতা সূচক (RTI) (B), এবং শস্য পীড়ন সূচক (CSI) (C)-এর উপর সম্মিলিত তাপীয় পীড়নের (৪০°/৩০°সে দিন/রাত) প্রভাব। বাণিজ্যিক ধানের জিনোটাইপ (F67 এবং F2000)-কে বিভিন্ন তাপীয় প্রক্রিয়ার অধীনে রাখা হয়েছিল। প্রতিটি জিনোটাইপের জন্য যে প্রক্রিয়াগুলো মূল্যায়ন করা হয়েছিল সেগুলো হলো: সম্পূর্ণ নিয়ন্ত্রণ (AC), তাপীয় পীড়ন নিয়ন্ত্রণ (SC), তাপীয় পীড়ন + অক্সিন (AUX), তাপীয় পীড়ন + জিবেরেলিন (GA), তাপীয় পীড়ন + কোষ মাইটোজেন (CK), এবং তাপীয় পীড়ন + ব্রাসিনোস্টেরয়েড (BR)। সম্মিলিত তাপীয় পীড়নে ধান গাছকে উচ্চ দিন/রাতের তাপমাত্রার (৪০°/৩০°সে দিন/রাত) সংস্পর্শে আনা হয়। প্রতিটি কলাম পাঁচটি ডেটা পয়েন্টের (n = 5) গড় ± প্রমিত ত্রুটি নির্দেশ করে। যে কলামগুলোর পরে ভিন্ন অক্ষর রয়েছে, সেগুলো টুকি'স টেস্ট (P ≤ ০.০৫) অনুযায়ী পরিসংখ্যানগতভাবে তাৎপর্যপূর্ণ পার্থক্য নির্দেশ করে। সমান চিহ্নযুক্ত অক্ষরগুলো নির্দেশ করে যে গড়টি পরিসংখ্যানগতভাবে তাৎপর্যপূর্ণ নয় (≤ ০.০৫)।
প্রধান উপাদান বিশ্লেষণ (PCA) থেকে দেখা যায় যে, ৫৫ DAE-তে মূল্যায়ন করা চলকগুলো বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রক স্প্রে দ্বারা শোধিত তাপ-পীড়িত ধান গাছের শারীরবৃত্তীয় এবং জৈব-রাসায়নিক প্রতিক্রিয়ার ৬৬.১% ব্যাখ্যা করে (চিত্র ৩)। ভেক্টরগুলো চলক এবং বিন্দুগুলো উদ্ভিদ বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রক (GRs) নির্দেশ করে। gs, ক্লোরোফিল উপাদান, PSII-এর সর্বোচ্চ কোয়ান্টাম দক্ষতা (Fv/Fm) এবং জৈব-রাসায়নিক পরামিতিগুলোর (TChl, MDA এবং প্রোলিন) ভেক্টরগুলো মূলবিন্দুর কাছাকাছি কোণে অবস্থান করে, যা উদ্ভিদের শারীরবৃত্তীয় আচরণের সাথে তাদের উচ্চ পারস্পরিক সম্পর্ক নির্দেশ করে। একটি গ্রুপে (V) অন্তর্ভুক্ত ছিল অনুকূল তাপমাত্রায় (AT) জন্মানো ধানের চারা এবং CK ও BA দ্বারা শোধিত F2000 উদ্ভিদ। একই সময়ে, GR দ্বারা শোধিত অধিকাংশ উদ্ভিদ একটি পৃথক গ্রুপ (IV) গঠন করে এবং F2000-এ GA দ্বারা শোধন একটি পৃথক গ্রুপ (II) গঠন করে। এর বিপরীতে, কোনো ফাইটো হরমোনের পাতায় স্প্রে ছাড়া তাপ-পীড়িত ধানের চারা (গ্রুপ I এবং III) (উভয় জিনোটাইপই SC ছিল) গ্রুপ V-এর বিপরীত অঞ্চলে অবস্থিত ছিল, যা উদ্ভিদের শারীরবৃত্তের উপর তাপ পীড়নের প্রভাব প্রদর্শন করে।
চিত্র ৩। অঙ্কুরোদগমের ৫৫ দিন পর (DAE) দুটি ধানের জিনোটাইপের (F67 এবং F2000) উদ্ভিদের উপর সম্মিলিত তাপীয় পীড়নের (৪০°/৩০°সে দিন/রাত) প্রভাবের বর্ণতাত্ত্বিক বিশ্লেষণ। সংক্ষেপণ: AC F67, সম্পূর্ণ নিয়ন্ত্রিত F67; SC F67, তাপীয় পীড়ন নিয়ন্ত্রিত F67; AUX F67, তাপীয় পীড়ন + অক্সিন F67; GA F67, তাপীয় পীড়ন + জিবেরেলিন F67; CK F67, তাপীয় পীড়ন + কোষ বিভাজন; BR F67, তাপীয় পীড়ন + ব্র্যাসিনোস্টেরয়েড F67; AC F2000, সম্পূর্ণ নিয়ন্ত্রিত F2000; SC F2000, তাপীয় পীড়ন নিয়ন্ত্রিত F2000; AUX F2000, তাপীয় পীড়ন + অক্সিন F2000; GA F2000, তাপীয় পীড়ন + জিবেরেলিন F2000; CK F2000, তাপীয় চাপ + সাইটোকাইনিন, BR F2000, তাপীয় চাপ + পিতলের স্টেরয়েড; F2000।
ক্লোরোফিলের পরিমাণ, পত্ররন্ধ্রীয় পরিবাহিতা, Fv/Fm অনুপাত, CSI, MDA, RTI এবং প্রোলিনের পরিমাণের মতো চলকসমূহ ধানের জিনোটাইপের অভিযোজন বুঝতে এবং তাপীয় পীড়নের অধীনে কৃষিগত কৌশলের প্রভাব মূল্যায়ন করতে সাহায্য করতে পারে (সারসু প্রমুখ, ২০১৮; কুইন্টেরো-ক্যালডেরন প্রমুখ, ২০২১)। এই পরীক্ষার উদ্দেশ্য ছিল জটিল তাপীয় পীড়নের পরিস্থিতিতে ধানের চারার শারীরবৃত্তীয় এবং জৈব-রাসায়নিক পরামিতিগুলির উপর চারটি বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রকের প্রয়োগের প্রভাব মূল্যায়ন করা। উপলব্ধ পরিকাঠামোর আকার বা অবস্থার উপর নির্ভর করে ধানের চারাগাছের একযোগে মূল্যায়নের জন্য চারা পরীক্ষা একটি সহজ এবং দ্রুত পদ্ধতি (সারসু প্রমুখ, ২০১৮)। এই গবেষণার ফলাফল দেখিয়েছে যে সম্মিলিত তাপীয় পীড়ন দুটি ধানের জিনোটাইপে ভিন্ন ভিন্ন শারীরবৃত্তীয় এবং জৈব-রাসায়নিক প্রতিক্রিয়া সৃষ্টি করে, যা একটি অভিযোজন প্রক্রিয়া নির্দেশ করে। এই ফলাফলগুলি আরও ইঙ্গিত দেয় যে পাতায় বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রক স্প্রে (প্রধানত সাইটোকাইনিন এবং ব্র্যাসিনোস্টেরয়েড) ধানকে জটিল তাপীয় চাপের সাথে খাপ খাইয়ে নিতে সাহায্য করে, কারণ এটি মূলত পাতার আর্দ্রতা (gs), আপেক্ষিক জল ধারণ ক্ষমতা (RWC), ফলন বৃদ্ধি/পার্থক্য অনুপাত (Fv/Fm ratio), সালোকসংশ্লেষী রঞ্জক এবং প্রোলিনের পরিমাণকে প্রভাবিত করে।
বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রকের প্রয়োগ তাপজনিত পীড়নের অধীনে থাকা ধান গাছের জলীয় অবস্থার উন্নতিতে সাহায্য করে, যা উচ্চতর পীড়ন এবং গাছের ক্যানোপির নিম্ন তাপমাত্রার সাথে সম্পর্কিত হতে পারে। এই গবেষণায় দেখা গেছে যে “F2000” (সংবেদনশীল জিনোটাইপ) গাছগুলোর মধ্যে, যে ধান গাছগুলোকে প্রাথমিকভাবে CK বা BR দিয়ে শোধন করা হয়েছিল, সেগুলোর gs মান বেশি এবং PCT মান SC দিয়ে শোধন করা গাছগুলোর তুলনায় কম ছিল। পূর্ববর্তী গবেষণায়ও দেখা গেছে যে gs এবং PCT হলো সঠিক শারীরবৃত্তীয় সূচক যা ধান গাছের অভিযোজনমূলক প্রতিক্রিয়া এবং তাপজনিত পীড়নের উপর কৃষি কৌশলের প্রভাব নির্ধারণ করতে পারে (রেস্ট্রেপো-ডিয়াজ এবং গার্সেস-ভারন, ২০১৩; সারসু প্রমুখ, ২০১৮; কুইন্টেরো-ক্যার ডেলং প্রমুখ, ২০২১)। চাপের অধীনে পাতায় CK বা BR প্রয়োগ বৃদ্ধি করে, কারণ এই উদ্ভিদ হরমোনগুলো ABA (অজৈব চাপের অধীনে পত্ররন্ধ্র বন্ধের সহায়ক)-এর মতো অন্যান্য সংকেতবাহী অণুর সাথে সংশ্লেষণমূলক মিথস্ক্রিয়ার মাধ্যমে পত্ররন্ধ্র উন্মোচনকে ত্বরান্বিত করতে পারে (Macková et al., 2013; Zhou et al., 2013, 2014)। পত্ররন্ধ্র উন্মোচন পাতাকে শীতল করতে সাহায্য করে এবং ক্যানোপির তাপমাত্রা কমাতে সহায়তা করে (Sonjaroon et al., 2018; Quintero-Calderón et al., 2021)। এইসব কারণে, সম্মিলিত তাপীয় চাপের অধীনে CK বা BR স্প্রে করা ধান গাছের ক্যানোপির তাপমাত্রা কম হতে পারে।
উচ্চ তাপমাত্রার চাপ পাতার সালোকসংশ্লেষী রঞ্জক পদার্থের পরিমাণ কমিয়ে দিতে পারে (চেন এট আল., ২০১৭; আহমেদ এট আল., ২০১৮)। এই গবেষণায়, যখন ধানের গাছ তাপের চাপের মধ্যে ছিল এবং কোনো উদ্ভিদ বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রক স্প্রে করা হয়নি, তখন উভয় জেনোটাইপেই সালোকসংশ্লেষী রঞ্জক পদার্থের পরিমাণ কমে যাওয়ার প্রবণতা দেখা গেছে (সারণি ২)। ফেং এট আল. (২০১৩) তাপের চাপের সম্মুখীন হওয়া দুটি গমের জেনোটাইপের পাতায় ক্লোরোফিলের পরিমাণে উল্লেখযোগ্য হ্রাসের কথাও জানিয়েছেন। উচ্চ তাপমাত্রার সংস্পর্শে এলে প্রায়শই ক্লোরোফিলের পরিমাণ কমে যায়, যা তাপের চাপের অধীনে ক্লোরোফিল জৈব সংশ্লেষণ হ্রাস, রঞ্জক পদার্থের অবক্ষয়, বা উভয়ের সম্মিলিত প্রভাবের কারণে হতে পারে (ফাহাদ এট আল., ২০১৭)। তবে, প্রধানত সিকে (CK) এবং বিএ (BA) দ্বারা শোধিত ধানের গাছ তাপের চাপের অধীনে পাতার সালোকসংশ্লেষী রঞ্জক পদার্থের ঘনত্ব বৃদ্ধি করেছে। জেসপারসেন এবং হুয়াং (২০১৫) এবং সুচসাগুনপানিত এট আল.-ও একই ধরনের ফলাফল জানিয়েছেন। (২০১৫), যারা যথাক্রমে তাপ-পীড়িত বেন্টগ্রাস এবং ধানে জিয়েটিন এবং এপিব্রাসিনোস্টেরয়েড হরমোন প্রয়োগের পর পাতার ক্লোরোফিলের পরিমাণ বৃদ্ধি পর্যবেক্ষণ করেছেন। সম্মিলিত তাপ পীড়নের অধীনে কেন সিকে (CK) এবং বিআর (BR) পাতার ক্লোরোফিলের পরিমাণ বৃদ্ধিতে সহায়তা করে তার একটি যুক্তিসঙ্গত ব্যাখ্যা হলো, সিকে সম্ভবত এক্সপ্রেশন প্রোমোটারের (যেমন সেনেসেন্স-অ্যাক্টিভেটিং প্রোমোটার (SAG12) বা HSP18 প্রোমোটার) টেকসই আবেশনের সূচনাকে ত্বরান্বিত করে এবং পাতায় ক্লোরোফিলের ক্ষয় হ্রাস করে, পাতার বার্ধক্য বিলম্বিত করে এবং তাপের প্রতি উদ্ভিদের প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি করে (লিউ এট আল., ২০২০)। বিআর পীড়িত অবস্থায় ক্লোরোফিল জৈব সংশ্লেষণে জড়িত এনজাইমগুলির সংশ্লেষণ সক্রিয় বা প্ররোচিত করার মাধ্যমে পাতার ক্লোরোফিলকে রক্ষা করতে এবং পাতার ক্লোরোফিলের পরিমাণ বৃদ্ধি করতে পারে (শর্মা এট আল., ২০১৭; সিদ্দিকী এট আল., ২০১৮)। অবশেষে, দুটি ফাইটো হরমোন (CK এবং BR) হিট শক প্রোটিনের প্রকাশকেও উৎসাহিত করে এবং বিভিন্ন বিপাকীয় অভিযোজন প্রক্রিয়ার উন্নতি ঘটায়, যেমন ক্লোরোফিল জৈব সংশ্লেষণ বৃদ্ধি (শর্মা প্রমুখ, ২০১৭; লিউ প্রমুখ, ২০২০)।
ক্লোরোফিল এ ফ্লুরোসেন্স প্যারামিটারগুলো একটি দ্রুত এবং অ-ধ্বংসাত্মক পদ্ধতি প্রদান করে যা অজৈব চাপের অবস্থার প্রতি উদ্ভিদের সহনশীলতা বা অভিযোজন মূল্যায়ন করতে পারে (চার্লে এট আল. ২০০৭; কালাজি এট আল. ২০১৭)। Fv/Fm অনুপাতের মতো প্যারামিটারগুলো চাপের অবস্থার সাথে উদ্ভিদের অভিযোজনের সূচক হিসেবে ব্যবহৃত হয়ে আসছে (আলভারাদো-সানাব্রিয়া এট আল. ২০১৭; শ্যাভেজ-আরিয়াস এট আল. ২০২০)। এই গবেষণায়, SC উদ্ভিদগুলো, প্রধানত “F2000” ধানের গাছগুলো, এই চলকের সর্বনিম্ন মান দেখিয়েছে। ইয়িন এট আল. (২০১০) আরও দেখেছেন যে ৩৫°C-এর উপরের তাপমাত্রায় সর্বোচ্চ কুশিযুক্ত ধানের পাতার Fv/Fm অনুপাত উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়। ফেং এট আল. (২০১৩)-এর মতে, তাপীয় চাপের অধীনে নিম্ন Fv/Fm অনুপাত নির্দেশ করে যে PSII বিক্রিয়া কেন্দ্র দ্বারা উত্তেজনা শক্তি গ্রহণ এবং রূপান্তরের হার হ্রাস পেয়েছে, যা ইঙ্গিত দেয় যে তাপীয় চাপের অধীনে PSII বিক্রিয়া কেন্দ্রটি ভেঙে যায়। এই পর্যবেক্ষণ থেকে আমরা এই সিদ্ধান্তে উপনীত হতে পারি যে, প্রতিরোধী জাতের (ফেডারোজ ৬৭) তুলনায় সংবেদনশীল জাতগুলিতে (ফেডারোজ ২০০০) সালোকসংশ্লেষণ যন্ত্রের ব্যাঘাত বেশি প্রকট।
জটিল তাপীয় চাপের পরিস্থিতিতে CK বা BR-এর ব্যবহার সাধারণত PSII-এর কার্যকারিতা বৃদ্ধি করে। সুচসাগুনপানিত প্রমুখ (২০১৫) একই ধরনের ফলাফল পেয়েছিলেন, যারা পর্যবেক্ষণ করেন যে ধানে তাপীয় চাপের অধীনে BR প্রয়োগ PSII-এর দক্ষতা বৃদ্ধি করে। কুমার প্রমুখ (২০২০) আরও দেখতে পান যে, CK (৬-বেনজাইলঅ্যাডেনিন) দ্বারা শোধিত এবং তাপীয় চাপের অধীন ছোলা গাছে Fv/Fm অনুপাত বৃদ্ধি পায়, এবং এই সিদ্ধান্তে উপনীত হন যে, পাতায় CK প্রয়োগ জিয়াজ্যান্থিন রঞ্জক চক্রকে সক্রিয় করার মাধ্যমে PSII-এর কার্যকলাপকে উৎসাহিত করে। এছাড়াও, BR পাতায় স্প্রে করা সম্মিলিত চাপের পরিস্থিতিতে PSII সালোকসংশ্লেষণকে সহায়তা করে, যা ইঙ্গিত দেয় যে এই ফাইটোহরমোনের প্রয়োগ PSII অ্যান্টেনার উদ্দীপক শক্তির অপচয় হ্রাস করে এবং ক্লোরোপ্লাস্টে ক্ষুদ্র হিট শক প্রোটিনের সঞ্চয়কে উৎসাহিত করে (ওগওয়েনো প্রমুখ ২০০৮; কোঠারি এবং ল্যাকোভিটজ, ২০২১)।
অনুকূল পরিস্থিতিতে বেড়ে ওঠা উদ্ভিদের তুলনায়, অজৈব চাপের অধীনে থাকা উদ্ভিদের MDA এবং প্রোলিনের পরিমাণ প্রায়শই বৃদ্ধি পায় (আলভারাদো-সানাব্রিয়া এট আল. ২০১৭)। পূর্ববর্তী গবেষণায় আরও দেখা গেছে যে, MDA এবং প্রোলিনের মাত্রা হলো জৈব-রাসায়নিক সূচক যা দিনের বা রাতের উচ্চ তাপমাত্রার অধীনে ধানের অভিযোজন প্রক্রিয়া বা কৃষি পদ্ধতির প্রভাব বুঝতে ব্যবহার করা যেতে পারে (আলভারাদো-সানাব্রিয়া এট আল., ২০১৭; কুইন্টেরো-ক্যালডেরন এট আল., ২০২১)। এই গবেষণাগুলি আরও দেখিয়েছে যে, যথাক্রমে রাতে বা দিনে উচ্চ তাপমাত্রার সংস্পর্শে আসা ধান গাছে MDA এবং প্রোলিনের পরিমাণ বেশি হওয়ার প্রবণতা দেখা যায়। তবে, CK এবং BR-এর পাতায় স্প্রে করার ফলে MDA-এর মাত্রা হ্রাস এবং প্রোলিনের মাত্রা বৃদ্ধি পেয়েছে, প্রধানত সহনশীল জিনোটাইপে (ফেডেরোজ ৬৭)। CK স্প্রে সাইটোকাইনিন অক্সিডেজ/ডিহাইড্রোজিনেজের অতি-প্রকাশকে উৎসাহিত করতে পারে, যার ফলে বেটেইন এবং প্রোলিনের মতো প্রতিরক্ষামূলক যৌগের পরিমাণ বৃদ্ধি পায় (লিউ এট আল., ২০২০)। BR বেটাইন, শর্করা এবং অ্যামিনো অ্যাসিড (মুক্ত প্রোলিন সহ)-এর মতো অসমোপ্রোটেক্ট্যান্টের আবেশনকে উৎসাহিত করে, যা অনেক প্রতিকূল পরিবেশগত পরিস্থিতিতে কোষীয় অসমোটিক ভারসাম্য বজায় রাখে (কোঠারি এবং লাচোউইক, ২০২১)।
শস্য পীড়ন সূচক (CSI) এবং আপেক্ষিক সহনশীলতা সূচক (RTI) ব্যবহার করা হয় এটা নির্ধারণ করার জন্য যে, মূল্যায়নাধীন পদ্ধতিগুলো বিভিন্ন পীড়ন (অজৈব ও জৈব) প্রশমিত করতে সাহায্য করে কিনা এবং উদ্ভিদের শারীরবৃত্তির উপর ইতিবাচক প্রভাব ফেলে কিনা (ক্যাস্ট্রো-ডুক এট আল., ২০২০; শ্যাভেজ-আরিয়াস এট আল., ২০২০)। CSI-এর মান ০ থেকে ১ পর্যন্ত হতে পারে, যা যথাক্রমে পীড়নহীন এবং পীড়িত অবস্থাকে নির্দেশ করে (লি এট আল., ২০১০)। তাপ-পীড়িত (SC) উদ্ভিদের CSI-এর মান ০.৮ থেকে ০.৯ পর্যন্ত ছিল (চিত্র ২বি), যা নির্দেশ করে যে ধান গাছ সম্মিলিত পীড়নের দ্বারা নেতিবাচকভাবে প্রভাবিত হয়েছিল। তবে, SC ধান গাছের তুলনায় অজৈব পীড়নের পরিস্থিতিতে BC (০.৬) বা CK (০.৬)-এর পাতায় স্প্রে করার ফলে এই সূচকটি প্রধানত হ্রাস পেয়েছিল। F2000 উদ্ভিদে, SA (৩৩.৫২%) এর তুলনায় CA (৯৭.৬৯%) এবং BC (৬০.৭৩%) ব্যবহারে RTI বেশি বৃদ্ধি পেয়েছে, যা ইঙ্গিত করে যে এই উদ্ভিদ বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রকগুলি অতিরিক্ত তাপ সহনশীলতার প্রতি ধানের প্রতিক্রিয়া উন্নত করতেও অবদান রাখে। এই সূচকগুলি বিভিন্ন প্রজাতির মধ্যে চাপের পরিস্থিতি পরিচালনা করার জন্য প্রস্তাব করা হয়েছে। লি এট আল. (২০১০) দ্বারা পরিচালিত একটি গবেষণায় দেখা গেছে যে মাঝারি জলীয় চাপের অধীনে দুটি তুলার জাতের CSI ছিল প্রায় ০.৮৫, যেখানে ভালোভাবে সেচ দেওয়া জাতগুলির CSI মান ০.৪ থেকে ০.৬ এর মধ্যে ছিল, যা থেকে এই সিদ্ধান্তে আসা যায় যে এই সূচকটি জাতগুলির চাপযুক্ত পরিস্থিতিতে জল অভিযোজনের একটি নির্দেশক। অধিকন্তু, চ্যাভেজ-আরিয়াস এট আল. (২০২০) সি. এলিগ্যান্স উদ্ভিদে একটি ব্যাপক চাপ ব্যবস্থাপনা কৌশল হিসাবে সিন্থেটিক এলিসিটরের কার্যকারিতা মূল্যায়ন করেছেন এবং দেখেছেন যে এই যৌগগুলি দিয়ে স্প্রে করা গাছগুলি উচ্চতর RTI (৬৫%) প্রদর্শন করেছে। উপরোক্ত আলোচনার ভিত্তিতে, ধানের জটিল তাপীয় পীড়ন সহনশীলতা বৃদ্ধির লক্ষ্যে CK এবং BR-কে কৃষি কৌশল হিসেবে বিবেচনা করা যেতে পারে, কারণ এই উদ্ভিদ বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রকগুলো ইতিবাচক জৈব-রাসায়নিক ও শারীরবৃত্তীয় প্রতিক্রিয়া সৃষ্টি করে।
গত কয়েক বছরে, কলম্বিয়ায় ধান গবেষণা শারীরবৃত্তীয় বা জৈব রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য ব্যবহার করে দিনের বা রাতের উচ্চ তাপমাত্রা সহনশীল জিনোটাইপ মূল্যায়নের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করেছে (Sánchez-Reinoso et al., 2014; Alvarado-Sanabria et al., 2021)। তবে, গত কয়েক বছরে, দেশে তাপ চাপের জটিল সময়কালের প্রভাব উন্নত করার জন্য সমন্বিত ফসল ব্যবস্থাপনার প্রস্তাব দিতে ব্যবহারিক, অর্থনৈতিক এবং লাভজনক প্রযুক্তির বিশ্লেষণ ক্রমবর্ধমান গুরুত্বপূর্ণ হয়ে উঠেছে (Calderón-Páez et al., 2021; Quintero-Calderon et al., 2021)। সুতরাং, এই গবেষণায় পর্যবেক্ষণ করা জটিল তাপ চাপের (৪০°সে দিন/৩০°সে রাত) প্রতি ধান গাছের শারীরবৃত্তীয় এবং জৈব রাসায়নিক প্রতিক্রিয়া ইঙ্গিত দেয় যে প্রতিকূল প্রভাব প্রশমিত করার জন্য CK বা BR দিয়ে পাতায় স্প্রে করা একটি উপযুক্ত ফসল ব্যবস্থাপনা পদ্ধতি হতে পারে। মাঝারি তাপ চাপের সময়কালের প্রভাব। এই ট্রিটমেন্টগুলো ধানের উভয় জিনোটাইপের (নিম্ন CSI এবং উচ্চ RTI) সহনশীলতা উন্নত করেছে, যা সম্মিলিত তাপীয় চাপের অধীনে উদ্ভিদের শারীরবৃত্তীয় এবং জৈব রাসায়নিক প্রতিক্রিয়ার একটি সাধারণ প্রবণতা প্রদর্শন করে। ধান গাছের প্রধান প্রতিক্রিয়া ছিল GC, মোট ক্লোরোফিল, ক্লোরোফিল α ও β এবং ক্যারোটিনয়েডের পরিমাণ হ্রাস। এছাড়াও, গাছগুলো PSII ক্ষতির (ক্লোরোফিল ফ্লুরোসেন্স প্যারামিটার যেমন Fv/Fm অনুপাতের হ্রাস) এবং লিপিড পারঅক্সিডেশন বৃদ্ধির শিকার হয়। অন্যদিকে, যখন ধানকে CK এবং BR দিয়ে ট্রিটমেন্ট করা হয়, তখন এই নেতিবাচক প্রভাবগুলো প্রশমিত হয় এবং প্রোলিনের পরিমাণ বৃদ্ধি পায় (চিত্র ৪)।
চিত্র ৪। ধান গাছের উপর সম্মিলিত তাপীয় চাপ এবং পাতায় উদ্ভিদ বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রক স্প্রে-এর প্রভাবের ধারণাগত মডেল। লাল এবং নীল তীরচিহ্নগুলো যথাক্রমে শারীরবৃত্তীয় এবং জৈব-রাসায়নিক প্রতিক্রিয়ার উপর তাপীয় চাপ এবং পাতায় BR (ব্রাসিনোস্টেরয়েড) ও CK (সাইটোকাইনিন)-এর প্রয়োগের পারস্পরিক ক্রিয়ার নেতিবাচক বা ইতিবাচক প্রভাব নির্দেশ করে। gs: পত্ররন্ধ্রীয় পরিবাহিতা; Total Chl: মোট ক্লোরোফিলের পরিমাণ; Chl α: ক্লোরোফিল β-এর পরিমাণ; Cx+c: ক্যারোটিনয়েডের পরিমাণ;
সারসংক্ষেপে, এই গবেষণার শারীরবৃত্তীয় এবং জৈব-রাসায়নিক প্রতিক্রিয়াগুলি ইঙ্গিত করে যে ফেডেরোজ ২০০০ ধান গাছ ফেডেরোজ ৬৭ ধান গাছের তুলনায় জটিল তাপ চাপের প্রতি বেশি সংবেদনশীল। এই গবেষণায় মূল্যায়ন করা সমস্ত বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রক (অক্সিন, জিবেরেলিন, সাইটোকাইনিন বা ব্রাসিনোস্টেরয়েড) সম্মিলিত তাপ চাপ কমাতে কিছু মাত্রায় কার্যকর বলে প্রমাণিত হয়েছে। তবে, সাইটোকাইনিন এবং ব্রাসিনোস্টেরয়েড গাছের আরও ভালো অভিযোজনে সহায়তা করেছে, কারণ এই দুটি উদ্ভিদ বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রকই কোনো প্রয়োগ ছাড়া ধান গাছের তুলনায় ক্লোরোফিলের পরিমাণ, আলফা-ক্লোরোফিল ফ্লুরোসেন্স প্যারামিটার, gs এবং RWC বৃদ্ধি করেছে এবং MDA-এর পরিমাণ ও ক্যানোপির তাপমাত্রা হ্রাস করেছে। সারসংক্ষেপে, আমরা এই সিদ্ধান্তে উপনীত হয়েছি যে উচ্চ তাপমাত্রার সময় তীব্র তাপ চাপের কারণে ধান ফসলে সৃষ্ট প্রতিকূল পরিস্থিতি মোকাবেলায় উদ্ভিদ বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রক (সাইটোকাইনিন এবং ব্রাসিনোস্টেরয়েড) ব্যবহার একটি কার্যকর উপায়।
গবেষণায় উপস্থাপিত মূল উপাদানসমূহ প্রবন্ধটির সাথে অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছে, এবং আরও অনুসন্ধানের জন্য সংশ্লিষ্ট লেখকের সাথে যোগাযোগ করা যেতে পারে।