ज़ैक्सिनॉन मिमेटिक (मिज़ैक्स) रेगिस्तानी जलवायु में आलू और स्ट्रॉबेरी के पौधों की वृद्धि और उत्पादकता को प्रभावी ढंग से बढ़ावा देता है।

जलवायु परिवर्तन और तीव्र जनसंख्या वृद्धि वैश्विक खाद्य सुरक्षा के लिए प्रमुख चुनौतियाँ बन गई हैं। एक आशाजनक समाधान है...पादप वृद्धि नियामकफसल की पैदावार बढ़ाने और रेगिस्तानी जलवायु जैसी प्रतिकूल परिस्थितियों से निपटने के लिए (PGRs) का उपयोग किया जाता है। हाल ही में, कैरोटीनॉयड ज़ैक्सिनोन और इसके दो एनालॉग (MiZax3 और MiZax5) ने ग्रीनहाउस और फील्ड परिस्थितियों में अनाज और सब्जियों की फसलों में आशाजनक वृद्धि-प्रोत्साहन गतिविधि प्रदर्शित की है। यहां, हमने कंबोडिया में दो उच्च मूल्य वाली सब्जी फसलों: आलू और स्ट्रॉबेरी की वृद्धि और पैदावार पर MiZax3 और MiZax5 की विभिन्न सांद्रताओं (2021 में 5 μM और 10 μM; 2022 में 2.5 μM और 5 μM) के प्रभावों की आगे जांच की। 2021 से 2022 तक किए गए पांच स्वतंत्र फील्ड परीक्षणों में, दोनों MiZax के प्रयोग से पौधों की कृषि संबंधी विशेषताओं, उपज घटकों और समग्र उपज में उल्लेखनीय सुधार हुआ। यह उल्लेखनीय है कि MiZax का उपयोग ह्यूमिक एसिड (यहां तुलना के लिए उपयोग किया जाने वाला एक व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला व्यावसायिक यौगिक) की तुलना में बहुत कम मात्रा में किया जाता है। इस प्रकार, हमारे परिणाम दर्शाते हैं कि मिज़ैक्स एक बहुत ही आशाजनक पादप वृद्धि नियामक है जिसका उपयोग रेगिस्तानी परिस्थितियों में और अपेक्षाकृत कम सांद्रता पर भी सब्जियों की फसलों की वृद्धि और उपज को प्रोत्साहित करने के लिए किया जा सकता है।
संयुक्त राष्ट्र के खाद्य एवं कृषि संगठन (एफएओ) के अनुसार, बढ़ती वैश्विक जनसंख्या को खिलाने के लिए 2050 तक हमारी खाद्य उत्पादन प्रणालियों को लगभग तीन गुना बढ़ाना होगा (एफएओ: 2050 तक दुनिया को 70% अधिक भोजन की आवश्यकता होगी)। वास्तव में, तीव्र जनसंख्या वृद्धि, प्रदूषण, कीटों का प्रसार और विशेष रूप से जलवायु परिवर्तन के कारण उच्च तापमान और सूखा, ये सभी वैश्विक खाद्य सुरक्षा के सामने चुनौतियाँ हैं। इस संदर्भ में, प्रतिकूल परिस्थितियों में कृषि फसलों की कुल उपज बढ़ाना इस गंभीर समस्या का एक निर्विवाद समाधान है। हालांकि, पौधों की वृद्धि और विकास मुख्य रूप से मिट्टी में पोषक तत्वों की उपलब्धता पर निर्भर करता है और सूखा, लवणता या जैविक तनाव जैसे प्रतिकूल पर्यावरणीय कारकों से बुरी तरह प्रभावित होता है। ये तनाव फसलों के स्वास्थ्य और विकास पर नकारात्मक प्रभाव डाल सकते हैं और अंततः फसल की पैदावार में कमी ला सकते हैं। इसके अलावा, सीमित मीठे पानी के संसाधन फसल सिंचाई को बुरी तरह प्रभावित करते हैं, जबकि वैश्विक जलवायु परिवर्तन से कृषि योग्य भूमि क्षेत्र में कमी आती है और लू जैसी घटनाएं फसल उत्पादकता को कम करती हैं। सऊदी अरब सहित दुनिया के कई हिस्सों में उच्च तापमान आम बात है। जैवउत्प्रेरक या पादप वृद्धि नियामकों (पीजीआर) का उपयोग फसलों के विकास चक्र को छोटा करने और उपज बढ़ाने में उपयोगी है। यह फसल की सहनशीलता में सुधार कर सकता है और पौधों को प्रतिकूल बढ़ती परिस्थितियों से निपटने में सक्षम बना सकता है।9 इस संदर्भ में, पौधों की वृद्धि और उत्पादकता में सुधार के लिए जैवउत्प्रेरक और पादप वृद्धि नियामकों का इष्टतम सांद्रता में उपयोग किया जा सकता है।10,11
कैरोटीनॉयड टेट्राटेरपेनोइड्स हैं जो फाइटोहोर्मोन एब्सिसिक एसिड (एबीए) और स्ट्रिगोलैक्टोन (एसएल)12,13,14 के साथ-साथ हाल ही में खोजे गए वृद्धि नियामकों ज़ैक्सिनोन, एनोरीन और साइक्लोसिट्रल15,16,17,18,19 के अग्रदूत के रूप में भी कार्य करते हैं। हालांकि, कैरोटीनॉयड व्युत्पन्न सहित अधिकांश वास्तविक मेटाबोलाइट्स के प्राकृतिक स्रोत सीमित हैं और/या वे अस्थिर हैं, जिससे इस क्षेत्र में उनका सीधा अनुप्रयोग कठिन हो जाता है। इस प्रकार, पिछले कुछ वर्षों में, कृषि अनुप्रयोगों के लिए कई एबीए और एसएल एनालॉग/मिमेटिक्स विकसित और परीक्षण किए गए हैं20,21,22,23,24,25। इसी प्रकार, हमने हाल ही में ज़ैक्सिनोन (मिज़ैक्स) के मिमेटिक्स विकसित किए हैं, जो एक वृद्धि-प्रोत्साहक मेटाबोलाइट है जो चावल की जड़ों में शर्करा चयापचय को बढ़ाकर और एसएल होमियोस्टेसिस को विनियमित करके अपना प्रभाव डाल सकता है19,26। ज़ैक्सिनोन 3 (MiZax3) और MiZax5 (रासायनिक संरचनाएँ चित्र 1A में दर्शाई गई हैं) के मिमेटिक्स ने हाइड्रोपोनिक रूप से और मिट्टी में उगाए गए जंगली प्रकार के चावल के पौधों में ज़ैक्सिनोन के समान जैविक गतिविधि दिखाई।26 इसके अलावा, टमाटर, खजूर, हरी मिर्च और कद्दू को ज़ैक्सिनोन, MiZax3 और MiZx5 से उपचारित करने पर ग्रीनहाउस और खुले खेत की स्थितियों में पौधों की वृद्धि और उत्पादकता, यानी मिर्च की उपज और गुणवत्ता में सुधार हुआ, जो जैव उत्तेजक के रूप में उनकी भूमिका और पीजीआर27 के उपयोग को दर्शाता है। दिलचस्प बात यह है कि MiZax3 और MiZax5 ने उच्च लवणता की स्थिति में उगाई गई हरी मिर्च की नमक सहनशीलता में भी सुधार किया, और जिंक युक्त धातु-कार्बनिक फ्रेमवर्क के साथ एनकैप्सुलेट करने पर MiZax3 ने फल में जिंक की मात्रा बढ़ा दी।7,28
(A) MiZax3 और MiZax5 की रासायनिक संरचना। (B) खुले खेत की परिस्थितियों में आलू के पौधों पर 5 µM और 10 µM सांद्रता पर MZ3 और MZ5 के पर्णीय छिड़काव का प्रभाव। प्रयोग 2021 में होगा। डेटा को माध्य ± मानक विचलन (SD) के रूप में प्रस्तुत किया गया है। n≥15। सांख्यिकीय विश्लेषण एक-तरफ़ा विश्लेषण (ANOVA) और ट्यूकी के पोस्ट हॉक परीक्षण का उपयोग करके किया गया। तारांकन चिह्न सिमुलेशन की तुलना में सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण अंतर दर्शाते हैं (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, महत्वपूर्ण नहीं)। HA – ह्यूमिक अम्ल; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5।
इस अध्ययन में, हमने तीन पर्णीय सांद्रताओं (2021 में 5 µM और 10 µM तथा 2022 में 2.5 µM और 5 µM) पर मिज़ैक्स (मिज़ैक्स3 और मिज़ैक्स5) का मूल्यांकन किया और उनकी तुलना आलू (सोलनम ट्यूबरोसम एल) से की। व्यावसायिक वृद्धि नियामक ह्यूमिक एसिड (एचए) की तुलना स्ट्रॉबेरी (फ्रैगेरिया अनानासा) से 2021 और 2022 में स्ट्रॉबेरी ग्रीनहाउस परीक्षणों और सऊदी अरब साम्राज्य में चार क्षेत्र परीक्षणों में की गई, जो एक विशिष्ट रेगिस्तानी जलवायु क्षेत्र है। यद्यपि एचए एक व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला जैव उत्तेजक है जिसके कई लाभकारी प्रभाव हैं, जिनमें मृदा पोषक तत्वों का उपयोग बढ़ाना और हार्मोनल समस्थिति को विनियमित करके फसल की वृद्धि को बढ़ावा देना शामिल है, हमारे परिणाम बताते हैं कि मिज़ैक्स, एचए से बेहतर है।
डायमंड किस्म के आलू के कंद सऊदी अरब के जेद्दा स्थित जब्बार नासिर अल बिशी ट्रेडिंग कंपनी से खरीदे गए थे। स्ट्रॉबेरी की दो किस्मों "स्वीट चार्ली" और "फेस्टिवल" के पौधे और ह्यूमिक एसिड सऊदी अरब के रियाद स्थित मॉडर्न एग्रीटेक कंपनी से खरीदे गए थे। इस अध्ययन में प्रयुक्त सभी पादप सामग्री लुप्तप्राय प्रजातियों से संबंधित अनुसंधान पर आईयूसीएन नीति वक्तव्य और वन्य जीवों और वनस्पतियों की लुप्तप्राय प्रजातियों के व्यापार पर कन्वेंशन का अनुपालन करती है।
प्रयोग स्थल सऊदी अरब के हादा अल-शाम में स्थित है (उत्तर: 21°48′3″, पूर्व: 39°43′25″)। मिट्टी बलुई दोमट है, पीएच 7.8 और ईसी 1.79 dcm-130 है। मिट्टी के गुणधर्म अनुपूरक तालिका S1 में दर्शाए गए हैं।
स्ट्रॉबेरी (Fragaria x ananassa D. var. Festival) के तीन पूर्ण पत्ती अवस्था वाले पौधों को तीन समूहों में विभाजित किया गया ताकि ग्रीनहाउस परिस्थितियों में वृद्धि विशेषताओं और पुष्पन समय पर 10 μM MiZax3 और MiZax5 के पर्णीय छिड़काव के प्रभाव का मूल्यांकन किया जा सके। पत्तियों पर पानी (0.1% एसीटोन युक्त) का छिड़काव एक मॉडलिंग उपचार के रूप में उपयोग किया गया। MiZax का पर्णीय छिड़काव एक सप्ताह के अंतराल पर 7 बार किया गया। दो स्वतंत्र प्रयोग क्रमशः 15 और 28 सितंबर, 2021 को किए गए। प्रत्येक यौगिक की प्रारंभिक खुराक 50 मिलीलीटर थी, जिसे धीरे-धीरे बढ़ाकर 250 मिलीलीटर की अंतिम खुराक तक पहुँचाया गया। लगातार दो सप्ताह तक, प्रतिदिन पुष्पित पौधों की संख्या दर्ज की गई और चौथे सप्ताह की शुरुआत में पुष्पन दर की गणना की गई। वृद्धि विशेषताओं को निर्धारित करने के लिए, वृद्धि अवस्था के अंत में और प्रजनन अवस्था की शुरुआत में पत्तियों की संख्या, पौधे का ताज़ा और सूखा वजन, कुल पत्ती क्षेत्र और प्रति पौधे स्टोलन की संख्या को मापा गया। पत्ती के क्षेत्रफल को लीफ एरिया मीटर का उपयोग करके मापा गया और ताजे नमूनों को 100 डिग्री सेल्सियस पर 48 घंटे के लिए ओवन में सुखाया गया।
दो प्रकार के क्षेत्र परीक्षण किए गए: शीघ्र और विलंबित जुताई। "डायमंड" किस्म के आलू के कंदों की बुवाई नवंबर और फरवरी में की गई, जिनकी पकने की अवधि क्रमशः शीघ्र और विलंबित थी। जैवउत्तेजक (मिज़ैक्स-3 और -5) 5.0 और 10.0 µM (2021) तथा 2.5 और 5.0 µM (2022) सांद्रता में दिए गए। ह्यूमिक एसिड (HA) का छिड़काव 1 ग्राम/लीटर की दर से सप्ताह में 8 बार किया गया। जल या एसीटोन को ऋणात्मक नियंत्रण के रूप में प्रयोग किया गया। क्षेत्र परीक्षण की रूपरेखा (पूरक चित्र S1) में दर्शाई गई है। क्षेत्र प्रयोगों के लिए 2.5 मीटर × 3.0 मीटर क्षेत्रफल वाले यादृच्छिक पूर्ण ब्लॉक डिज़ाइन (RCBD) का उपयोग किया गया। प्रत्येक उपचार को स्वतंत्र प्रतिकृति के रूप में तीन बार दोहराया गया। प्रत्येक प्लॉट के बीच की दूरी 1.0 मीटर और प्रत्येक ब्लॉक के बीच की दूरी 2.0 मीटर है। पौधों के बीच की दूरी 0.6 मीटर और पंक्तियों के बीच की दूरी 1 मीटर है। आलू के पौधों को प्रतिदिन ड्रिप सिंचाई द्वारा 3.4 लीटर प्रति ड्रिप की दर से सींचा गया। पौधों को पानी देने के लिए यह प्रणाली दिन में दो बार, प्रत्येक बार 10 मिनट के लिए चलाई गई। सूखे की स्थिति में आलू उगाने के लिए अनुशंसित सभी कृषि-तकनीकी विधियों का प्रयोग किया गया। रोपण के चार महीने बाद, मानक तकनीकों का उपयोग करके पौधे की ऊंचाई (सेमी), प्रति पौधे शाखाओं की संख्या, आलू की संरचना और उपज, और कंद की गुणवत्ता का मापन किया गया।
स्ट्रॉबेरी की दो किस्मों (स्वीट चार्ली और फेस्टिवल) के पौधों का परीक्षण खेत की परिस्थितियों में किया गया। बायोस्टिमुलेंट (मिज़ैक्स-3 और -5) का उपयोग पत्तियों पर स्प्रे के रूप में 5.0 और 10.0 µM (2021) तथा 2.5 और 5.0 µM (2022) की सांद्रता पर सप्ताह में आठ बार किया गया। मिज़ैक्स-3 और -5 के साथ-साथ 1 ग्राम HA प्रति लीटर का उपयोग पत्तियों पर स्प्रे के रूप में किया गया, जिसमें H2O नियंत्रण मिश्रण या एसीटोन को नकारात्मक नियंत्रण के रूप में प्रयोग किया गया। स्ट्रॉबेरी के पौधों को नवंबर की शुरुआत में 2.5 x 3 मीटर के प्लॉट में 0.6 मीटर की पौधे की दूरी और 1 मीटर की पंक्ति दूरी के साथ लगाया गया। यह प्रयोग RCBD में किया गया और इसे तीन बार दोहराया गया। पौधों को प्रतिदिन सुबह 7:00 बजे और शाम 5:00 बजे 10 मिनट के लिए ड्रिप सिंचाई प्रणाली से पानी दिया गया, जिसमें ड्रिपर 0.6 मीटर की दूरी पर लगे थे और जिनकी क्षमता 3.4 लीटर थी। कृषि तकनीकी घटकों और उपज मापदंडों का मापन वृद्धि के मौसम के दौरान किया गया। फलों की गुणवत्ता, जिसमें टीएसएस (%), विटामिन सी32, अम्लता और कुल फेनोलिक सामग्री33 शामिल हैं, का मूल्यांकन किंग अब्दुलअज़ीज़ विश्वविद्यालय के कटाईोत्तर शरीर क्रिया विज्ञान और प्रौद्योगिकी प्रयोगशाला में किया गया।
डेटा को माध्य के रूप में और भिन्नताओं को मानक विचलन के रूप में व्यक्त किया गया है। सांख्यिकीय सार्थकता का निर्धारण एक-तरफ़ा ANOVA (वन-वे ANOVA) या दो-तरफ़ा ANOVA का उपयोग करके किया गया, जिसमें टर्की के बहु-तुलना परीक्षण का उपयोग p < 0.05 के प्रायिकता स्तर पर किया गया, या महत्वपूर्ण अंतरों का पता लगाने के लिए दो-पूंछ वाले स्टूडेंट के t परीक्षण का उपयोग किया गया (*p < 0.05, *p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001)। सभी सांख्यिकीय व्याख्याएँ GraphPad Prism संस्करण 8.3.0 का उपयोग करके की गईं। बहुभिन्नरूपी सांख्यिकीय विधि, प्रमुख घटक विश्लेषण (PCA) का उपयोग करके R पैकेज 34 के माध्यम से संबंधों का परीक्षण किया गया।
पिछली रिपोर्ट में, हमने बागवानी पौधों में 5 और 10 μM सांद्रता पर MiZax की वृद्धि-प्रोत्साहन गतिविधि का प्रदर्शन किया था और मृदा पादप परीक्षण (SPAD)27 में क्लोरोफिल संकेतक में सुधार दिखाया था। इन परिणामों के आधार पर, हमने 2021 में रेगिस्तानी जलवायु में किए गए क्षेत्र परीक्षणों में आलू, जो एक महत्वपूर्ण वैश्विक खाद्य फसल है, पर MiZax के प्रभावों का मूल्यांकन करने के लिए समान सांद्रता का उपयोग किया। विशेष रूप से, हम यह परीक्षण करने में रुचि रखते थे कि क्या MiZax प्रकाश संश्लेषण के अंतिम उत्पाद, स्टार्च के संचय को बढ़ा सकता है। कुल मिलाकर, MiZax के प्रयोग से ह्यूमिक एसिड (HA) की तुलना में आलू के पौधों की वृद्धि में सुधार हुआ, जिसके परिणामस्वरूप पौधे की ऊंचाई, जैव द्रव्यमान और शाखाओं की संख्या में वृद्धि हुई (चित्र 1B)। इसके अलावा, हमने देखा कि 10 μM की तुलना में 5 μM MiZax3 और MiZax5 का पौधे की ऊंचाई, शाखाओं की संख्या और पौधे के जैव द्रव्यमान को बढ़ाने पर अधिक मजबूत प्रभाव था (चित्र 1B)। बेहतर वृद्धि के साथ-साथ, मिज़ैक्स ने कंदों की संख्या और वजन के आधार पर उपज में भी वृद्धि की। 10 μM की सांद्रता पर मिज़ैक्स देने पर समग्र लाभकारी प्रभाव कम स्पष्ट था, जिससे पता चलता है कि इन यौगिकों को इससे कम सांद्रता पर दिया जाना चाहिए (चित्र 1B)। इसके अलावा, हमने एसीटोन (नकली) और पानी (नियंत्रण) उपचारों के बीच सभी दर्ज मापदंडों में कोई अंतर नहीं देखा, जिससे पता चलता है कि देखे गए वृद्धि मॉड्यूलेशन प्रभाव विलायक के कारण नहीं थे, जो हमारी पिछली रिपोर्ट27 के अनुरूप है।
सऊदी अरब में आलू की खेती का मौसम जल्दी और देर से पकने वाले आलूओं का होता है, इसलिए हमने खुले खेतों में मौसमी प्रभाव का मूल्यांकन करने के लिए दो मौसमों में कम सांद्रता (2.5 और 5 µM) का उपयोग करके 2022 में दूसरा क्षेत्र अध्ययन किया (पूरक चित्र S2A)। उम्मीद के मुताबिक, 5 µM MiZax के दोनों प्रयोगों से पहले परीक्षण के समान वृद्धि-वर्धक प्रभाव प्राप्त हुए: पौधे की ऊंचाई में वृद्धि, शाखाओं में वृद्धि, उच्च जैव द्रव्यमान और कंदों की संख्या में वृद्धि (चित्र 2; पूरक चित्र S3)। महत्वपूर्ण बात यह है कि हमने 2.5 µM की सांद्रता पर इन PGRs के महत्वपूर्ण प्रभाव देखे, जबकि GA उपचार ने अपेक्षित प्रभाव नहीं दिखाया। यह परिणाम बताता है कि MiZax का उपयोग अपेक्षित से कम सांद्रता पर भी किया जा सकता है। इसके अलावा, MiZax के प्रयोग से कंदों की लंबाई और चौड़ाई में भी वृद्धि हुई (पूरक चित्र S2B)। हमने कंद के वजन में भी महत्वपूर्ण वृद्धि पाई, लेकिन 2.5 µM की सांद्रता का प्रयोग दोनों रोपण मौसमों में ही किया गया था।
2022 में KAU क्षेत्र में शीघ्र पकने वाले आलू के पौधों पर MiZax के प्रभाव का पादप फेनोटिपिक मूल्यांकन किया गया। डेटा माध्य ± मानक विचलन को दर्शाता है। n≥15। सांख्यिकीय विश्लेषण एक-तरफ़ा विश्लेषण (ANOVA) और टर्की के पोस्ट हॉक परीक्षण का उपयोग करके किया गया। तारांकन चिह्न सिमुलेशन की तुलना में सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण अंतर दर्शाते हैं (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, महत्वपूर्ण नहीं)। HA – ह्यूमिक अम्ल; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5।
उपचार (T) और वर्ष (Y) के प्रभावों को बेहतर ढंग से समझने के लिए, उनके परस्पर प्रभाव (T x Y) की जांच करने के लिए दो-तरफ़ा ANOVA का उपयोग किया गया। यद्यपि सभी जैवउत्तेजकों (T) ने आलू के पौधे की ऊंचाई और जैव द्रव्यमान में उल्लेखनीय वृद्धि की, केवल MiZax3 और MiZax5 ने ही कंदों की संख्या और वजन में उल्लेखनीय वृद्धि की, जिससे पता चलता है कि दो MiZax के प्रति आलू के कंदों की द्विदिशात्मक प्रतिक्रियाएँ मूल रूप से समान थीं (चित्र 3)। इसके अतिरिक्त, मौसम की शुरुआत में मौसम (https://www.timeanddate.com/weather/saudi-arabia/jeddah/climate) गर्म हो जाता है (औसत 28 डिग्री सेल्सियस और 52% आर्द्रता (2022)), जिससे कुल कंद जैव द्रव्यमान में उल्लेखनीय कमी आती है (चित्र 2; पूरक चित्र S3)।
आलू पर 5 µm उपचार (T), वर्ष (Y) और उनके अंतःक्रिया (T x Y) के प्रभावों का अध्ययन करें। डेटा माध्य ± मानक विचलन को दर्शाता है। n ≥ 30। सांख्यिकीय विश्लेषण दो-तरफ़ा विश्लेषण ऑफ़ वेरिएंस (ANOVA) का उपयोग करके किया गया। तारांकन चिह्न सिमुलेशन की तुलना में सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण अंतर दर्शाते हैं (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, महत्वपूर्ण नहीं)। HA – ह्यूमिक एसिड; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5।
हालांकि, माइज़ैक्स उपचार से देर से पकने वाले पौधों की वृद्धि को बढ़ावा मिला। कुल मिलाकर, हमारे तीन स्वतंत्र प्रयोगों ने निर्विवाद रूप से यह सिद्ध किया कि माइज़ैक्स के प्रयोग से शाखाओं की संख्या बढ़ाकर पौधे की संरचना पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। वास्तव में, माइज़ैक्स उपचार के बाद शाखाओं की संख्या पर (T) और (Y) के बीच एक महत्वपूर्ण द्वि-आयामी अंतःक्रियात्मक प्रभाव देखा गया (चित्र 3)। यह परिणाम स्ट्रिगोलैक्टोन (SL) जैवसंश्लेषण26 के नकारात्मक नियामक के रूप में उनकी गतिविधि के अनुरूप है। इसके अतिरिक्त, हमने पहले भी दिखाया है कि ज़ैक्सिनोन उपचार से चावल की जड़ों में स्टार्च का संचय होता है35, जो माइज़ैक्स उपचार के बाद आलू के कंदों के आकार और वजन में वृद्धि का कारण हो सकता है, क्योंकि कंद मुख्य रूप से स्टार्च से बने होते हैं।
फलदार फसलें महत्वपूर्ण आर्थिक पौधे हैं। स्ट्रॉबेरी सूखा और उच्च तापमान जैसी अजैविक तनाव स्थितियों के प्रति संवेदनशील होती हैं। इसलिए, हमने पत्तियों पर मिज़ैक्स का छिड़काव करके स्ट्रॉबेरी पर इसके प्रभाव का अध्ययन किया। हमने सबसे पहले स्ट्रॉबेरी की वृद्धि (फेस्टिवल किस्म) पर इसके प्रभाव का मूल्यांकन करने के लिए 10 µM की सांद्रता पर मिज़ैक्स दिया। दिलचस्प बात यह है कि हमने देखा कि मिज़ैक्स3 ने स्टोलन की संख्या में उल्लेखनीय वृद्धि की, जो शाखाओं में वृद्धि के अनुरूप थी, जबकि मिज़ैक्स5 ने ग्रीनहाउस परिस्थितियों में पुष्पन दर, पौधे के बायोमास और पत्ती क्षेत्र में सुधार किया (पूरक चित्र S4), जिससे पता चलता है कि ये दोनों यौगिक जैविक रूप से भिन्न हो सकते हैं। घटनाएँ 26,27। वास्तविक कृषि परिस्थितियों में स्ट्रॉबेरी पर उनके प्रभावों को और अधिक समझने के लिए, हमने 2021 में अर्ध-रेतीली मिट्टी में उगाए गए स्ट्रॉबेरी पौधों (स्वीट चार्ली किस्म) पर 5 और 10 µM मिज़ैक्स का प्रयोग करके क्षेत्र परीक्षण किए (चित्र S5A)। जीसी की तुलना में, हमने पौधे के बायोमास में वृद्धि नहीं देखी, लेकिन फलों की संख्या में वृद्धि की प्रवृत्ति पाई (चित्र C6A-B)। हालांकि, मिज़ैक्स के प्रयोग से एक फल के वजन में उल्लेखनीय वृद्धि हुई और सांद्रता पर निर्भरता का संकेत मिला (पूरक चित्र S5B; पूरक चित्र S6B), जो रेगिस्तानी परिस्थितियों में प्रयोग किए जाने पर स्ट्रॉबेरी फल की गुणवत्ता पर इन पादप वृद्धि नियामकों के प्रभाव को दर्शाता है।
यह समझने के लिए कि क्या वृद्धि को बढ़ावा देने वाला प्रभाव किस्म के अनुसार भिन्न होता है, हमने सऊदी अरब में स्ट्रॉबेरी की दो व्यावसायिक किस्मों (स्वीट चार्ली और फेस्टिवल) का चयन किया और 2022 में मिज़ैक्स की कम सांद्रता (2.5 और 5 µM) का उपयोग करके दो क्षेत्र अध्ययन किए। स्वीट चार्ली के मामले में, हालांकि फलों की कुल संख्या में उल्लेखनीय वृद्धि नहीं हुई, मिज़ैक्स से उपचारित पौधों का फल जैव द्रव्यमान आम तौर पर अधिक था, और मिज़ैक्स3 उपचार के बाद प्रति प्लॉट फलों की संख्या में वृद्धि हुई (चित्र 4)। ये आंकड़े आगे बताते हैं कि मिज़ैक्स3 और मिज़ैक्स5 की जैविक गतिविधियाँ भिन्न हो सकती हैं। इसके अलावा, मिज़ैक्स से उपचार के बाद, हमने पौधों के ताजे और सूखे वजन के साथ-साथ पौधों के तनों की लंबाई में भी वृद्धि देखी। स्टोलन और नए पौधों की संख्या के संबंध में, हमने केवल 5 µM मिज़ैक्स पर वृद्धि पाई (चित्र 4), जो दर्शाता है कि इष्टतम मिज़ैक्स समन्वय पौधे की प्रजाति पर निर्भर करता है।
2022 में KAU के खेतों में उगाई गई स्ट्रॉबेरी (स्वीट चार्ली किस्म) की संरचना और उपज पर MiZax के प्रभाव का अध्ययन किया गया। डेटा माध्य ± मानक विचलन को दर्शाता है। n ≥ 15, लेकिन प्रति प्लॉट फलों की संख्या तीन प्लॉटों (n = 3) के 15 पौधों के औसत से गणना की गई। सांख्यिकीय विश्लेषण एक-तरफ़ा विश्लेषण (ANOVA) और ट्यूकी के पोस्ट हॉक परीक्षण या दो-तरफ़ा स्टूडेंट के t परीक्षण का उपयोग करके किया गया। तारांकन चिह्न सिमुलेशन की तुलना में सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण अंतर दर्शाते हैं (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, महत्वपूर्ण नहीं)। HA – ह्यूमिक एसिड; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5।
हमने फेस्टिवल किस्म की स्ट्रॉबेरी में फल के वजन और पौधे के बायोमास के संदर्भ में समान वृद्धि-उत्तेजक गतिविधि देखी (चित्र 5), लेकिन प्रति पौधे या प्रति प्लॉट फलों की कुल संख्या में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं पाया (चित्र 5)। दिलचस्प बात यह है कि मिज़ैक्स के प्रयोग से पौधे की लंबाई और स्टोलन की संख्या में वृद्धि हुई, जिससे पता चलता है कि इन पादप वृद्धि नियामकों का उपयोग फल फसलों की वृद्धि में सुधार के लिए किया जा सकता है (चित्र 5)। इसके अतिरिक्त, हमने खेत से एकत्रित दोनों किस्मों के फलों की गुणवत्ता को समझने के लिए कई जैव रासायनिक मापदंडों को मापा, लेकिन हमें सभी उपचारों के बीच कोई अंतर नहीं मिला (पूरक चित्र S7; पूरक चित्र S8)।
KAU खेत (फेस्टिवल किस्म) में स्ट्रॉबेरी की संरचना और उपज पर MiZax का प्रभाव, 2022। डेटा माध्य ± मानक विचलन के रूप में दर्शाया गया है। n ≥ 15, लेकिन प्रति प्लॉट फलों की संख्या तीन प्लॉटों (n = 3) के 15 पौधों के औसत से गणना की गई थी। सांख्यिकीय विश्लेषण एक-तरफ़ा विश्लेषण ऑफ़ वेरिएंस (ANOVA) और ट्यूकी के पोस्ट हॉक परीक्षण या दो-तरफ़ा स्टूडेंट के t परीक्षण का उपयोग करके किया गया था। तारांकन चिह्न सिमुलेशन की तुलना में सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण अंतर दर्शाते हैं (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, महत्वपूर्ण नहीं)। HA – ह्यूमिक एसिड; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5।
स्ट्रॉबेरी पर किए गए हमारे अध्ययनों में, MiZax3 और MiZax5 की जैविक गतिविधियाँ भिन्न पाई गईं। हमने सबसे पहले एक ही किस्म (स्वीट चार्ली) पर उपचार (T) और वर्ष (Y) के प्रभावों का दो-तरफ़ा ANOVA का उपयोग करके उनके अंतःक्रिया (T x Y) का निर्धारण किया। इसके अनुसार, HA का स्ट्रॉबेरी की किस्म (स्वीट चार्ली) पर कोई प्रभाव नहीं पड़ा, जबकि 5 μM MiZax3 और MiZax5 ने पौधे और फल के बायोमास में उल्लेखनीय वृद्धि की (चित्र 6), जिससे पता चलता है कि स्ट्रॉबेरी उत्पादन को बढ़ावा देने में दोनों MiZax की दो-तरफ़ा अंतःक्रियाएँ बहुत समान हैं।
स्ट्रॉबेरी (स्वीट चार्ली किस्म) पर 5 µM उपचार (T), वर्ष (Y) और उनके अंतःक्रिया (T x Y) के प्रभावों का आकलन करें। डेटा माध्य ± मानक विचलन को दर्शाता है। n ≥ 30। सांख्यिकीय विश्लेषण दो-तरफ़ा विश्लेषण ऑफ़ वेरिएंस (ANOVA) का उपयोग करके किया गया। तारांकन चिह्न सिमुलेशन की तुलना में सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण अंतर दर्शाते हैं (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, महत्वपूर्ण नहीं)। HA – ह्यूमिक एसिड; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5।
इसके अतिरिक्त, चूंकि दोनों किस्मों पर मिज़ैक्स की गतिविधि में थोड़ा अंतर था (चित्र 4; चित्र 5), हमने उपचार (T) और दोनों किस्मों (C) की तुलना करते हुए दो-तरफ़ा एनोवा (ANOVA) विश्लेषण किया। सबसे पहले, किसी भी उपचार का प्रति प्लॉट फलों की संख्या पर कोई प्रभाव नहीं पड़ा (चित्र 7), जो (T x C) के बीच कोई महत्वपूर्ण अंतःक्रिया नहीं दर्शाता है और यह बताता है कि न तो मिज़ैक्स और न ही HA कुल फलों की संख्या में योगदान करते हैं। इसके विपरीत, मिज़ैक्स (लेकिन HA नहीं) ने पौधे के वजन, फलों के वजन, स्टोलन और नए पौधों में उल्लेखनीय वृद्धि की (चित्र 7), जो दर्शाता है कि मिज़ैक्स3 और मिज़ैक्स5 स्ट्रॉबेरी की विभिन्न किस्मों की वृद्धि को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ावा देते हैं। दो-तरफ़ा एनोवा (T x Y) और (T x C) के आधार पर, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि क्षेत्र की परिस्थितियों में मिज़ैक्स3 और मिज़ैक्स5 की वृद्धि-प्रोत्साहन गतिविधियाँ बहुत समान और सुसंगत हैं।
स्ट्रॉबेरी पर 5 µM (T) के साथ उपचार, दो किस्मों (C) और उनके परस्पर प्रभाव (T x C) का मूल्यांकन। डेटा माध्य ± मानक विचलन को दर्शाता है। n ≥ 30, लेकिन प्रति प्लॉट फलों की संख्या तीन प्लॉटों के 15 पौधों के औसत से गणना की गई (n = 6)। सांख्यिकीय विश्लेषण दो-तरफ़ा विश्लेषण ऑफ़ वेरिएंस (ANOVA) का उपयोग करके किया गया। तारांकन चिह्न सिमुलेशन की तुलना में सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण अंतर दर्शाते हैं (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns, महत्वपूर्ण नहीं)। HA – ह्यूमिक एसिड; MZ3, MiZax3; MZ5, MiZax5।
अंत में, हमने आलू (T x Y) और स्ट्रॉबेरी (T x C) पर प्रयोग किए गए यौगिकों के प्रभावों का मूल्यांकन करने के लिए प्रमुख घटक विश्लेषण (PCA) का उपयोग किया। ये आंकड़े दर्शाते हैं कि आलू में HA उपचार एसीटोन या स्ट्रॉबेरी में पानी के समान है (चित्र 8), जो पौधे की वृद्धि पर अपेक्षाकृत कम सकारात्मक प्रभाव को इंगित करता है। दिलचस्प बात यह है कि आलू में MiZax3 और MiZax5 के समग्र प्रभावों का वितरण समान था (चित्र 8A), जबकि स्ट्रॉबेरी में इन दोनों यौगिकों का वितरण भिन्न था (चित्र 8B)। यद्यपि MiZax3 और MiZax5 ने पौधे की वृद्धि और उपज में मुख्य रूप से सकारात्मक वितरण दिखाया, PCA विश्लेषण से पता चला कि वृद्धि विनियमन गतिविधि पौधे की प्रजाति पर भी निर्भर हो सकती है।
(A) आलू (T x Y) और (B) स्ट्रॉबेरी (T x C) का प्रमुख घटक विश्लेषण (PCA)। दोनों समूहों के लिए स्कोर प्लॉट। प्रत्येक घटक को जोड़ने वाली रेखा क्लस्टर के केंद्र की ओर ले जाती है।
संक्षेप में, दो महत्वपूर्ण फसलों पर किए गए हमारे पाँच स्वतंत्र क्षेत्रीय अध्ययनों के आधार पर और 2020 से 2022 तक की हमारी पिछली रिपोर्टों के अनुरूप, MiZax3 और MiZax5 आशाजनक पादप वृद्धि नियामक हैं जो विभिन्न फसलों, जिनमें अनाज, काष्ठीय पौधे (खजूर) और बागवानी फल फसलें शामिल हैं, की वृद्धि में सुधार कर सकते हैं।26,27 यद्यपि इनकी जैविक गतिविधियों के पीछे के आणविक तंत्र अभी भी अस्पष्ट हैं, फिर भी इनमें क्षेत्रीय अनुप्रयोगों की अपार क्षमता है। सबसे अच्छी बात यह है कि ह्यूमिक एसिड की तुलना में, MiZax को बहुत कम मात्रा (माइक्रोमोलर या मिलीग्राम स्तर) में प्रयोग किया जाता है और इसके सकारात्मक प्रभाव अधिक स्पष्ट होते हैं। इसलिए, हम प्रति प्रयोग MiZax3 की अनुमानित खुराक (कम से उच्च सांद्रता तक): 3, 6 या 12 ग्राम/हेक्टेयर और MiZax5 की खुराक: 4, 7 या 13 ग्राम/हेक्टेयर रखते हैं, जिससे ये पादप वृद्धि नियामक फसल पैदावार में सुधार के लिए उपयोगी साबित होते हैं। यह काफी व्यावहारिक है।