ट्रायकोन्टानॉल, पौधों की कोशिकाओं की शारीरिक और जैव-रासायनिक स्थिति में परिवर्तन करके खीरे की नमक तनाव के प्रति सहनशीलता को नियंत्रित करता है।

दुनिया के कुल भूमि क्षेत्र का लगभग 7.0% लवणता1 से प्रभावित है, जिसका अर्थ है कि दुनिया में 900 मिलियन हेक्टेयर से अधिक भूमि लवणता और सोडियम लवणता2 दोनों से प्रभावित है, जो खेती योग्य भूमि का 20% और सिंचित भूमि का 10% है। यह आधे क्षेत्र पर कब्जा करता है और इसमें नमक की मात्रा अधिक होती है3. लवणीय मिट्टी पाकिस्तान की कृषि4,5 के सामने एक बड़ी समस्या है। इसमें से, लगभग 6.3 मिलियन हेक्टेयर या 14% सिंचित भूमि वर्तमान में लवणता6 से प्रभावित है।
अजैविक तनाव बदल सकता हैपौध वृद्धि हार्मोनप्रतिक्रिया, जिसके परिणामस्वरूप फसल की वृद्धि और अंतिम उपज में कमी आई7. जब पौधे नमक तनाव के संपर्क में आते हैं, तो प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों (आरओएस) के उत्पादन और एंटीऑक्सीडेंट एंजाइमों के शमन प्रभाव के बीच संतुलन बिगड़ जाता है, जिसके परिणामस्वरूप पौधे ऑक्सीडेटिव तनाव से पीड़ित होते हैं8. एंटीऑक्सीडेंट एंजाइमों (दोनों संघटक और प्रेरित) की उच्च सांद्रता वाले पौधों में ऑक्सीडेटिव क्षति के लिए स्वस्थ प्रतिरोध होता है, जैसे कि सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेस (एसओडी), गुआयाकोल पेरोक्सीडेज (पीओडी), पेरोक्सीडेज-कैटालेज (सीएटी), एस्कॉर्बेट पेरोक्सीडेज (एपीओएक्स), और ग्लूटाथियोन रिडक्टेस (जीआर) नमक तनाव के तहत पौधों की नमक सहिष्णुता को बढ़ा सकते हैं9. इसके अलावा, फाइटोहोर्मोन को पौधों की वृद्धि और विकास, क्रमादेशित कोशिका मृत्यु और बदलती पर्यावरणीय परिस्थितियों में जीवित रहने में एक नियामक भूमिका निभाने के लिए रिपोर्ट किया गया है10. ट्रायकॉन्टानॉल एक संतृप्त प्राथमिक अल्कोहल है जो पौधे के एपिडर्मल मोम का एक घटक है और इसमें पौधों की वृद्धि को बढ़ावा देने वाले गुण11,12 के साथ-साथ कम सांद्रता में वृद्धि को बढ़ावा देने वाले गुण13 होते हैं. पत्तियों पर लगाने से पौधों में प्रकाश संश्लेषक वर्णक स्थिति, विलेय संचय, वृद्धि और जैवभार उत्पादन में उल्लेखनीय सुधार हो सकता है14,15। ट्रायकोंटेनॉल का पत्तियों पर लगाने से पौधों की तनाव सहनशीलता16 बढ़ सकती है, क्योंकि इससे कई एंटीऑक्सीडेंट एंजाइम17 की गतिविधि नियंत्रित होती है, पौधे की पत्तियों के ऊतकों में ऑस्मोप्रोटेक्टेंट की मात्रा बढ़ती है11,18,19 और आवश्यक खनिजों K+ और Ca2+ के अवशोषण की प्रतिक्रिया में सुधार होता है, लेकिन Na+ में नहीं। 14 इसके अलावा, ट्रायकोंटेनॉल तनाव की स्थितियों में अधिक अपचायक शर्करा, घुलनशील प्रोटीन और अमीनो एसिड का उत्पादन करता है20,21,22।
सब्जियाँ फाइटोकेमिकल्स और पोषक तत्वों से भरपूर होती हैं और मानव शरीर में कई चयापचय प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक होती हैं23. मिट्टी की लवणता बढ़ने से सब्जी उत्पादन को खतरा है, खासकर सिंचित कृषि भूमि में, जो दुनिया के 40.0% भोजन का उत्पादन करती है24. प्याज, खीरा, बैंगन, मिर्च और टमाटर जैसी सब्जी की फसलें लवणता के प्रति संवेदनशील होती हैं25, और खीरा दुनिया भर में मानव पोषण के लिए एक महत्वपूर्ण सब्जी है26. नमक तनाव का खीरे की वृद्धि दर पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है, हालांकि, 25 mM से ऊपर के लवणता स्तर के परिणामस्वरूप 13%27,28 तक की उपज में कमी आती है। खीरे पर लवणता के हानिकारक प्रभावों के परिणामस्वरूप पौधे की वृद्धि और उपज में कमी आती है5,29,30. इसलिए, इस अध्ययन का उद्देश्य खीरे के जीनोटाइप में नमक तनाव को कम करने में ट्रायकॉन्टेनॉल की भूमिका का मूल्यांकन करना और पौधे की वृद्धि और उत्पादकता को बढ़ावा देने के लिए ट्रायकॉन्टेनॉल की क्षमता का मूल्यांकन करना था। यह जानकारी खारी मिट्टी के लिए उपयुक्त रणनीति विकसित करने के लिए भी महत्वपूर्ण है। इसके अलावा, हमने NaCl तनाव के तहत खीरे के जीनोटाइप में आयन होमियोस्टेसिस में परिवर्तन का निर्धारण किया।
सामान्य और नमक तनाव के तहत चार ककड़ी जीनोटाइप की पत्तियों में अकार्बनिक आसमाटिक विनियामकों पर ट्रायकोंटानॉल का प्रभाव।
जब खीरे के जीनोटाइप को नमक तनाव की स्थिति में बोया गया, तो फलों की कुल संख्या और औसत फलों का वजन काफी कम हो गया (चित्र 4)। समर ग्रीन और 20252 जीनोटाइप में ये कमी ज़्यादा स्पष्ट थी, जबकि मार्केटमोर और ग्रीन लॉन्ग ने लवणता चुनौती के बाद सबसे ज़्यादा फलों की संख्या और वजन बनाए रखा। ट्रायकॉन्टेनॉल के पर्ण आवेदन ने नमक तनाव के प्रतिकूल प्रभावों को कम किया और सभी मूल्यांकन किए गए जीनोटाइप में फलों की संख्या और वजन में वृद्धि की। हालांकि, ट्रायकॉन्टेनॉल-उपचारित मार्केटमोर ने तनावग्रस्त और नियंत्रित स्थितियों में अनुपचारित पौधों की तुलना में उच्च औसत वजन के साथ सबसे ज़्यादा फलों की संख्या का उत्पादन किया। समर ग्रीन और 20252 में खीरे के फलों में घुलनशील ठोस पदार्थों की मात्रा सबसे ज़्यादा थी और मार्केटमोर और ग्रीन लॉन्ग जीनोटाइप की तुलना में उनका प्रदर्शन खराब था, जिनमें कुल घुलनशील ठोस पदार्थों की सांद्रता सबसे कम थी।
सामान्य और नमक तनाव की स्थिति में चार ककड़ी जीनोटाइप की उपज पर ट्रायकोंटानॉल का प्रभाव।
ट्रायकॉन्टानॉल की इष्टतम सांद्रता 0.8 मिलीग्राम/लीटर थी, जो नमक तनाव और गैर-तनाव स्थितियों के तहत अध्ययन किए गए जीनोटाइप के घातक प्रभावों को कम करने की अनुमति देती है। हालांकि, ग्रीन-लॉन्ग और मार्केटमोर पर ट्रायकॉन्टानॉल का प्रभाव अधिक स्पष्ट था। इन जीनोटाइप की नमक सहनशीलता क्षमता और नमक तनाव के प्रभावों को कम करने में ट्रायकॉन्टानॉल की प्रभावशीलता को ध्यान में रखते हुए, इन जीनोटाइप को ट्रायकॉन्टानॉल के साथ पत्तियों पर छिड़काव करके खारे मिट्टी पर उगाने की सिफारिश करना संभव है।