থিওরিয়া এবং আর্জিনাইন সমন্বয়মূলকভাবে রেডক্স হোমিওস্ট্যাসিস এবং আয়ন ভারসাম্য বজায় রাখে, গমের লবণের চাপ কমায়।

উদ্ভিদ বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রক (PGRs)চাপের পরিস্থিতিতে উদ্ভিদের প্রতিরক্ষা বৃদ্ধির জন্য এটি একটি সাশ্রয়ী উপায়। এই গবেষণায় দুটির ক্ষমতা তদন্ত করা হয়েছেপিজিআর, থিওরিয়া (TU) এবং আর্জিনাইন (Arg), গমের লবণের চাপ কমাতে। ফলাফলে দেখা গেছে যে TU এবং Arg, বিশেষ করে যখন একসাথে ব্যবহার করা হয়, লবণের চাপের অধীনে উদ্ভিদের বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রণ করতে পারে। তাদের চিকিৎসা অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট এনজাইমের কার্যকলাপ উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করেছে এবং গমের চারাগুলিতে প্রতিক্রিয়াশীল অক্সিজেন প্রজাতি (ROS), ম্যালোন্ডিয়াডিলডিহাইড (MDA) এবং আপেক্ষিক ইলেক্ট্রোলাইট লিকেজ (REL) এর মাত্রা হ্রাস করেছে। এছাড়াও, এই চিকিৎসা Na+ এবং Ca2+ ঘনত্ব এবং Na+/K+ অনুপাত উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করেছে, একই সাথে K+ ঘনত্ব উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করেছে, যার ফলে আয়ন-অসমোটিক ভারসাম্য বজায় রেখেছে। আরও গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হল, TU এবং Arg লবণের চাপের অধীনে গমের চারাগুলিতে ক্লোরোফিলের পরিমাণ, নেট সালোকসংশ্লেষণের হার এবং গ্যাস বিনিময় হার উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করেছে। TU এবং Arg একা বা সংমিশ্রণে ব্যবহার করলে শুষ্ক পদার্থের সঞ্চয় 9.03–47.45% বৃদ্ধি পেতে পারে এবং যখন এগুলি একসাথে ব্যবহার করা হত তখন এই বৃদ্ধি সবচেয়ে বেশি ছিল। উপসংহারে, এই গবেষণায় তুলে ধরা হয়েছে যে লবণের চাপের প্রতি উদ্ভিদের সহনশীলতা বৃদ্ধির জন্য রেডক্স হোমিওস্ট্যাসিস এবং আয়ন ভারসাম্য বজায় রাখা গুরুত্বপূর্ণ। এছাড়াও, সম্ভাব্য হিসাবে TU এবং Arg সুপারিশ করা হয়েছিল।উদ্ভিদ বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রক,বিশেষ করে যখন একসাথে ব্যবহার করা হয়, গমের ফলন বৃদ্ধির জন্য।
জলবায়ু এবং কৃষি পদ্ধতির দ্রুত পরিবর্তন কৃষি বাস্তুতন্ত্রের অবক্ষয় বৃদ্ধি করছে। সবচেয়ে গুরুতর পরিণতিগুলির মধ্যে একটি হল ভূমি লবণাক্তকরণ, যা বিশ্বব্যাপী খাদ্য নিরাপত্তার জন্য হুমকিস্বরূপ। লবণাক্তকরণ বর্তমানে বিশ্বব্যাপী প্রায় ২০% আবাদযোগ্য জমিকে প্রভাবিত করে এবং ২০৫০৩ সালের মধ্যে এই সংখ্যা ৫০% পর্যন্ত বৃদ্ধি পেতে পারে। লবণ-ক্ষারীয় চাপ ফসলের শিকড়ে অসমোটিক চাপ সৃষ্টি করতে পারে, যা উদ্ভিদের আয়নিক ভারসাম্যকে ব্যাহত করে। এই ধরনের প্রতিকূল পরিস্থিতি দ্রুত ক্লোরোফিল ভাঙ্গন, সালোকসংশ্লেষণের হার হ্রাস এবং বিপাকীয় ব্যাঘাত ঘটাতে পারে, যার ফলে শেষ পর্যন্ত উদ্ভিদের ফলন হ্রাস পায়। অধিকন্তু, একটি সাধারণ গুরুতর প্রভাব হল প্রতিক্রিয়াশীল অক্সিজেন প্রজাতির (ROS) বৃদ্ধি, যা ডিএনএ, প্রোটিন এবং লিপিড সহ বিভিন্ন জৈব অণুর জারণ ক্ষতি করতে পারে।
গম (Triticum aestivum) বিশ্বের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ শস্য ফসলগুলির মধ্যে একটি। এটি কেবল সর্বাধিক উত্পাদিত শস্য ফসলই নয়, একটি গুরুত্বপূর্ণ বাণিজ্যিক ফসলও। তবে, গম লবণের প্রতি সংবেদনশীল, যা এর বৃদ্ধিকে বাধাগ্রস্ত করতে পারে, এর শারীরবৃত্তীয় এবং জৈব রাসায়নিক প্রক্রিয়াগুলিকে ব্যাহত করতে পারে এবং এর ফলন উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করতে পারে। লবণের চাপের প্রভাব কমানোর প্রধান কৌশলগুলির মধ্যে রয়েছে জেনেটিক পরিবর্তন এবং উদ্ভিদ বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রকদের ব্যবহার। জিনগতভাবে পরিবর্তিত জীব (GM) হল জিন সম্পাদনা এবং লবণ-সহনশীল গমের জাতগুলি বিকাশের জন্য অন্যান্য কৌশল ব্যবহার করা হয়9,10। অন্যদিকে, উদ্ভিদ বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রকরা শারীরবৃত্তীয় কার্যকলাপ এবং লবণ-সম্পর্কিত পদার্থের মাত্রা নিয়ন্ত্রণ করে গমে লবণ সহনশীলতা বৃদ্ধি করে, যার ফলে চাপের ক্ষতি হ্রাস পায়11। এই নিয়ন্ত্রকগুলি সাধারণত ট্রান্সজেনিক পদ্ধতির তুলনায় বেশি গ্রহণযোগ্য এবং ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এগুলি লবণাক্ততা, খরা এবং ভারী ধাতুর মতো বিভিন্ন অজৈবিক চাপের প্রতি উদ্ভিদের সহনশীলতা বৃদ্ধি করতে পারে এবং বীজ অঙ্কুরোদগম, পুষ্টি গ্রহণ এবং প্রজনন বৃদ্ধিকে উৎসাহিত করতে পারে, যার ফলে ফসলের ফলন এবং গুণমান বৃদ্ধি পায়। ১২ উদ্ভিদ বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রকরা পরিবেশগত বন্ধুত্বপূর্ণতা, ব্যবহারের সহজতা, ব্যয়-কার্যকারিতা এবং ব্যবহারিকতার কারণে ফসলের বৃদ্ধি নিশ্চিত করতে এবং ফলন ও গুণমান বজায় রাখতে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। ১৩ তবে, যেহেতু এই মডুলেটরগুলির কার্যপ্রণালী একই রকম, তাই শুধুমাত্র একটি ব্যবহার কার্যকর নাও হতে পারে। প্রতিকূল পরিস্থিতিতে গমের প্রজনন, ফলন বৃদ্ধি এবং খাদ্য নিরাপত্তা নিশ্চিত করার জন্য গমের লবণ সহনশীলতা উন্নত করতে পারে এমন বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রকদের সংমিশ্রণ খুঁজে বের করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
TU এবং Arg-এর সম্মিলিত ব্যবহার নিয়ে কোনও গবেষণা হয়নি। লবণের চাপের মধ্যে এই উদ্ভাবনী সংমিশ্রণটি গমের বৃদ্ধিকে synergistically উৎসাহিত করতে পারে কিনা তা স্পষ্ট নয়। অতএব, এই গবেষণার লক্ষ্য ছিল এই দুটি বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রক গমের উপর লবণের চাপের প্রতিকূল প্রভাবকে synergistically উপশম করতে পারে কিনা তা নির্ধারণ করা। এই লক্ষ্যে, আমরা লবণের চাপের মধ্যে গমের উপর TU এবং Arg-এর সম্মিলিত প্রয়োগের সুবিধাগুলি তদন্ত করার জন্য একটি স্বল্পমেয়াদী হাইড্রোপনিক গমের চারা পরীক্ষা পরিচালনা করেছি, উদ্ভিদের রেডক্স এবং আয়নিক ভারসাম্যের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে। আমরা অনুমান করেছি যে TU এবং Arg-এর সংমিশ্রণ লবণের চাপ-প্ররোচিত জারণ ক্ষতি কমাতে এবং আয়নিক ভারসাম্যহীনতা পরিচালনা করতে synergistically কাজ করতে পারে, যার ফলে গমে লবণ সহনশীলতা বৃদ্ধি পায়।
নমুনাগুলির MDA পরিমাণ থায়োবারবিটুরিক অ্যাসিড পদ্ধতি দ্বারা নির্ধারণ করা হয়েছিল। 0.1 গ্রাম তাজা নমুনা পাউডার সঠিকভাবে ওজন করুন, 1 মিলি 10% ট্রাইক্লোরোএসেটিক অ্যাসিডের সাথে 10 মিনিটের জন্য নির্যাস, 10,000 গ্রাম সেন্ট্রিফিউজ 20 মিনিটের জন্য, এবং সুপারনেট্যান্ট সংগ্রহ করুন। নির্যাসটি 0.75% থায়োবারবিটুরিক অ্যাসিডের সমান আয়তনের সাথে মিশ্রিত করা হয়েছিল এবং 100 °C তাপমাত্রায় 15 মিনিটের জন্য ইনকিউবেট করা হয়েছিল। ইনকিউবেশনের পরে, সুপারনেট্যান্ট সেন্ট্রিফিউগেশন দ্বারা সংগ্রহ করা হয়েছিল এবং 450 nm, 532 nm এবং 600 nm-এ OD মান পরিমাপ করা হয়েছিল। MDA ঘনত্ব নিম্নরূপ গণনা করা হয়েছিল:
৩ দিনের চিকিৎসার মতো, ৬ দিনের চিকিৎসার অধীনে Arg এবং Tu প্রয়োগের ফলে গমের চারাগুলিতে অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট এনজাইমের কার্যকলাপ উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে। TU এবং Arg এর সংমিশ্রণ এখনও সবচেয়ে কার্যকর ছিল। তবে, চিকিৎসার ৬ দিন পরে, বিভিন্ন চিকিৎসার পরিস্থিতিতে চারটি অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট এনজাইমের কার্যকলাপ চিকিৎসার ৩ দিনের তুলনায় হ্রাসের প্রবণতা দেখিয়েছে (চিত্র ৬)।
উদ্ভিদে শুষ্ক পদার্থ জমার ভিত্তি হল সালোকসংশ্লেষণ এবং ক্লোরোপ্লাস্টে ঘটে, যা লবণের প্রতি অত্যন্ত সংবেদনশীল। লবণের চাপ প্লাজমা ঝিল্লির জারণ, কোষীয় অসমোটিক ভারসাম্য ব্যাহত করতে পারে, ক্লোরোপ্লাস্টের অতি-কাঠামোর ক্ষতি করতে পারে36, ক্লোরোফিলের অবক্ষয় ঘটাতে পারে, ক্যালভিন চক্র এনজাইমগুলির (রুবিস্কো সহ) কার্যকলাপ হ্রাস করতে পারে এবং PS II থেকে PS I37 এ ইলেকট্রন স্থানান্তর হ্রাস করতে পারে। এছাড়াও, লবণের চাপ স্টোম্যাটাল বন্ধ করতে পারে, যার ফলে পাতার CO2 ঘনত্ব হ্রাস পায় এবং সালোকসংশ্লেষণ বাধাগ্রস্ত হয়38। আমাদের ফলাফল পূর্ববর্তী ফলাফলগুলিকে নিশ্চিত করেছে যে লবণের চাপ গমের স্টোম্যাটাল পরিবাহিতা হ্রাস করে, যার ফলে পাতার বাষ্পীভবন হার এবং অন্তঃকোষীয় CO2 ঘনত্ব হ্রাস পায়, যা শেষ পর্যন্ত সালোকসংশ্লেষণ ক্ষমতা হ্রাস করে এবং গমের জৈববস্তু হ্রাস করে (চিত্র 1 এবং 3)। উল্লেখযোগ্যভাবে, TU এবং Arg প্রয়োগ লবণের চাপের অধীনে গম গাছের সালোকসংশ্লেষণ দক্ষতা বৃদ্ধি করতে পারে। TU এবং Arg একসাথে প্রয়োগ করা হলে সালোকসংশ্লেষণ দক্ষতার উন্নতি বিশেষভাবে উল্লেখযোগ্য ছিল (চিত্র 3)। এর কারণ হতে পারে যে TU এবং Arg স্তম্ভের খোলা এবং বন্ধ নিয়ন্ত্রণ করে, যার ফলে সালোকসংশ্লেষণ দক্ষতা বৃদ্ধি পায়, যা পূর্ববর্তী গবেষণা দ্বারা সমর্থিত। উদাহরণস্বরূপ, বেনকার্তি এবং অন্যান্যরা দেখেছেন যে লবণের চাপের অধীনে, TU Atriplex portulacoides L.39-তে স্তম্ভের পরিবাহিতা, CO2 আত্তীকরণ হার এবং PSII আলোক রসায়নের সর্বাধিক কোয়ান্টাম দক্ষতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করেছে। যদিও লবণের চাপের সংস্পর্শে আসা উদ্ভিদে Arg স্তম্ভের খোলা এবং বন্ধ নিয়ন্ত্রণ করতে পারে এমন কোনও সরাসরি প্রতিবেদন নেই, সিলভেইরা এবং অন্যান্যরা ইঙ্গিত দিয়েছেন যে Arg খরার পরিস্থিতিতে পাতায় গ্যাস বিনিময়কে উৎসাহিত করতে পারে।
সংক্ষেপে, এই গবেষণায় তুলে ধরা হয়েছে যে, তাদের কর্ম প্রক্রিয়া এবং ভৌত রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য ভিন্ন হওয়া সত্ত্বেও, TU এবং Arg গমের চারাগুলিতে NaCl চাপের তুলনামূলক প্রতিরোধ প্রদান করতে পারে, বিশেষ করে যখন একসাথে প্রয়োগ করা হয়। TU এবং Arg প্রয়োগ গমের চারাগুলির অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট এনজাইম প্রতিরক্ষা ব্যবস্থা সক্রিয় করতে পারে, ROS এর পরিমাণ কমাতে পারে এবং ঝিল্লি লিপিডের স্থিতিশীলতা বজায় রাখতে পারে, যার ফলে চারাগুলিতে সালোকসংশ্লেষণ এবং Na+/K+ ভারসাম্য বজায় থাকে। তবে, এই গবেষণায়ও সীমাবদ্ধতা রয়েছে; যদিও TU এবং Arg এর সিনার্জিস্টিক প্রভাব নিশ্চিত করা হয়েছিল এবং এর শারীরবৃত্তীয় প্রক্রিয়া কিছুটা ব্যাখ্যা করা হয়েছিল, তবুও আরও জটিল আণবিক প্রক্রিয়াটি অস্পষ্ট রয়ে গেছে। অতএব, ট্রান্সক্রিপ্টমিক, বিপাকীয় এবং অন্যান্য পদ্ধতি ব্যবহার করে TU এবং Arg এর সিনার্জিস্টিক প্রক্রিয়া সম্পর্কে আরও অধ্যয়ন করা প্রয়োজন।
বর্তমান গবেষণায় ব্যবহৃত এবং/অথবা বিশ্লেষণ করা ডেটাসেটগুলি যুক্তিসঙ্গত অনুরোধের ভিত্তিতে সংশ্লিষ্ট লেখকের কাছ থেকে পাওয়া যাবে।