4:07 ص
كتب الزراعة -
وقاية النبات
كتاب : سلسلة تقدمات في دراسات الخضر : تقدمات في دراسات عوامل الشد البيئي و التغلب عليها
تأليف : ا.د احمد عبد المنعم حسن
عدد صفحات الكتاب : 160 صفحة
يعد إنتاج الخضروات أحد المحددات الرئيسية لمساهمة القطاع الزراعي في الناتج المحلي الإجمالي الوطني في بلد مثل الهند ، ثاني أكبر منتج للخضروات الطازجة في العالم. وهذا يستدعي فحصًا دقيقًا للمخاطر التي تهدد زراعة الخضروات في حالة الظواهر المناخية المتطرفة والتدهور البيئي وحدوث الآفات / الأمراض النباتية. القرعيات هي مجموعة كبيرة من الخضروات المزروعة في جميع أنحاء العالم تقريبًا ، والتي تساهم في النظام الغذائي اليومي على نطاق عالمي.
زيادة الإمدادات الغذائية لتلبية احتياجات التزايد المستمر في عدد سكان العالم ، تتطلب زراعة القرعيات بشكل مكثف في غير موسمها وعلى مدار العام. يعرض الوضع الحالي هذه المحاصيل للعديد من عوامل الإجهاد ، غالبًا في وقت واحد ، في ظل الظروف الحقلية. يضمن هذا السيناريو فهماً منهجياً للسمات / الآليات / المسارات المختلفة المحددة للتوتر والحديث المتبادل الذي تم فحصه في القرع وتحديد الفجوات وصياغة وجهات النظر حول اتجاهات البحث المستقبلية.
سيساعد التشريح الدقيق لاستجابات النبات في بيئات إنتاج محددة في تحديد السمات لاختيار النمط الجيني ، وشاشات البلازما الجرثومية لتحديد المتبرعين المتفوقين أو للتلاعب الجيني المباشر بواسطة الأدوات الحديثة لتحسين المحاصيل. تُظهر القرعيات مجموعة واسعة من الاستجابات التأقلم لكل من الضغوط الحيوية وغير الحيوية ، من بينها عدد قليل من الخصائص المورفولوجية مثل شمع البشرة ؛ التعديلات الأيضية الأولية والثانوية ؛ يبدو أن الثبات الحراري للأغشية ، وتنظيم التناضح ، والتوازن بين أنواع البروتين والأكسجين التفاعلي ودورانها يساهمان في التحمل الخلوي ، شائعة وتشارك في الحديث المتبادل في ظل التعرض للضغط الاندماجي. من المفترض أن يكون لهذا تأثير عميق في إثارة استجابات التأقلم على مستوى النظام التي تحمي النمو والتمثيل الغذائي. لقد مهدت الاستراتيجيات المحتملة التي تمت تجربتها مثل مبادرات التطعيم ، والتربية الجزيئية ، وسبل التلاعب الجيني الجديدة مثل تحرير الجينات وأساليب التخفيف من الإجهاد ، الطريق لكشف احتمالات التحمل المشترك للضغط. أدى ظهور تقنيات التسلسل من الجيل التالي وإدارة البيانات الضخمة لمخرجات omics الناتجة إلى زيادة قوة هذه المفاهيم والأفكار المنبثقة. في هذه المراجعة ، نحاول تجميع التقدم المحرز في فك رموز استجابات الإجهاد الحيوية واللاأحيائية للقرع والسمات المرتبطة بها ، بشكل فردي وجماعي.
القرعيات هي مجموعة كبيرة من الخضروات التي تساهم في النظام الغذائي اليومي لجزء كبير من سكان العالم وتزرع في جميع أنحاء العالم تقريبًا. تعتبر هذه الخضروات مصدرًا جيدًا للمغذيات ، وبالتالي فهي تلعب دورًا حيويًا في ضمان الأمن الغذائي للبشرية. تتطلب زيادة الطلب على الغذاء زراعة القرعيات بشكل مكثف وفي غير موسمها وعلى مدار العام ، مما يعرض هذه المحاصيل للعديد من عوامل الإجهاد مثل ارتفاع درجة الحرارة والجفاف والملوحة وسمية المعادن الثقيلة ونقص المغذيات / السمية ودرجة حموضة التربة وما إلى ذلك. سيناريو تغير المناخ زاد من حدة الاستعداد للضغوط اللاأحيائية - ارتفاع درجة الحرارة والجفاف والملوحة باعتبارهم من اللاعبين الرئيسيين في الساحة العالمية.
تدعم النباتات نموها وتطورها حتى في ظل الظروف المعاكسة من خلال تطوير العديد من آليات التحمل والتكيف. تسترشد الاستجابات البيوكيميائية والفسيولوجية والجزيئية الناتجة استجابة للإجهاد اللاأحيائي بمسارات تحمل الإجهاد الشائعة ، والتي تشترك فيها معظم المحاصيل المزروعة.
استجابة الإجهاد الحراري
يعتبر الاحترار العالمي أحد أكثر الآثار المزعجة لتغير المناخ وله تأثير طويل المدى على الزراعة ، ولا سيما محاصيل الخضر المعرضة للخطر. الإجهاد الحراري هو دالة لدرجة الحرارة ومدة / فترة الإجهاد ومعدل الزيادة في درجة الحرارة. تعتبر القرعيات من الخضروات الموسمية الدافئة ، وهي أكثر عرضة للإجهاد الحراري وخاصة المحصول الصيفي. يمكن أن تؤثر درجات الحرارة المرتفعة على نمو الخلايا ، وتكوين جدار الخلية ، والوصلات الهرمونية النباتية ، ودمج البروتينات ، وتنظيم الثغور (وبالتالي التأثير على التمثيل الضوئي ، واستيعاب ثاني أكسيد الكربون ، والتنفس) وما إلى ذلك .
تؤثر درجات الحرارة المرتفعة سلبًا على العديد من العمليات والمسارات الفسيولوجية والكيميائية الحيوية والمورفولوجية والجزيئية في النباتات. يتم تقليل إنبات بذور الخيار والبطيخ بشكل كبير عند 45 و 42 درجة مئوية على التوالي . درجات الحرارة المثالية لنمو المحاصيل وتطورها هي 18.3 - 23.8 درجة مئوية للقرع والقرع والشمام والخيار ، و 23.8 - 29.4 درجة مئوية للبطيخ. في الخيار (Cucumis sativus L.) أو البطيخ (Citrullus lanatus L.) ، تسببت درجات الحرارة فوق 35 درجة مئوية في انخفاض محتوى الأزهار والسكر . أدى الإجهاد الحراري إلى انخفاض الكتلة الحيوية ، ونمو الجذور وتطورها ، ومساحة الأوراق وانخفاض طول الثمرة وقطرها ووزن الفاكهة . أدت التغييرات في انقسام الخلايا ، واستطالة الخلية ، وفقدان الماء ، وانخفاض معدل التمثيل الضوئي تحت الضغط الحراري إلى انخفاض الغلة ، ومساحة الأوراق ، والكتلة الحيوية ، إلخ...
استجابة الإجهاد الملوحة
أصبحت ملوحة التربة مشكلة خطيرة في الإنتاج الزراعي. إنه أحد العوامل الرئيسية التي تحد من نمو النبات وإنتاجيته خاصة في المناطق القاحلة وشبه القاحلة في العالم . في ظل ظروف الملوحة ، يحدث الإجهاد بسبب انخفاض إمكانات الماء لوسط الجذر ، والتأثيرات السامة لـ Na + و Cl− وعدم توازن المغذيات عن طريق تقليل الامتصاص أو نقل تبادل الأسماك . استجابة إجهاد الملوحة متعددة الجينات ، حيث يتأثر عدد من العمليات المشاركة في آلية التحمل ، مثل العديد من المواد المذابة / الأسمولية المتوافقة ، والبولي أمينات ، وآليات ROS والدفاع المضادة للأكسدة ، ونقل الأيونات وتقسيم الأيونات الضارة .
في الخيار ، ارتبط تحمل الملح في النمط الجيني بمحتوى ماء نسبي أعلى (RWC) ، ومحتوى الكلوروفيل الكلي ، وأنشطة SOD ، و CAT ، و APOX ، جنبًا إلى جنب مع محتوى MDA والبرولين المنخفض ، وتركيزات Na و Cl . يؤدي إجهاد كلوريد الصوديوم إلى تقليل الكتلة الحيوية ، وأصباغ التمثيل الضوئي ، وتراكم البرولين ، بينما تزداد محتويات بيروكسيد الدهون ومحتويات K + و Na + و Cl . أدت إضافة 150 ملي مولار من كلوريد الصوديوم إلى المحلول المغذي لنظام عائم حيث تمت زراعة 30 نوعًا من أنواع القرعيات ، مما أثر على معاملات نمو النبات (عدد الأوراق وطول النبات والقطر والوزن الجاف وطول الجذر والوزن الجاف) في التركيب الوراثي - بطريقة مستقلة . قللت الملوحة من محتوى الكلوروفيلا بنسبة تصل إلى 49٪ في بعض الأنماط الجينية ، بينما زاد محتوى الكلوروفيلا في أنواع أخرى بنسبة تصل إلى 61٪. وبالمثل ، انخفض الكلوروفيلب بسبب الملوحة بنسبة تصل إلى 51٪ في بعض الأنماط الجينية أو زادت بنسبة تصل إلى 64٪ في بعض الأنواع الأخرى. تم اعتبار الزيادة في أصباغ التمثيل الضوئي نتيجة لتقليل مساحة الورقة وبالتالي تأثير التخفيف. علاوة على ذلك ، أدت الملوحة إلى زيادة تسرب الإلكتروليت بنسبة تصل إلى 509٪ مقارنة بالضوابط غير المملحة.
-------------------
------------------------
ليست هناك تعليقات: