تھیوریا اور ارجینائن ہم آہنگی سے ریڈوکس ہومیوسٹاسس اور آئن توازن کو برقرار رکھتے ہیں، گندم میں نمک کے تناؤ کو کم کرتے ہیں۔

پلانٹ گروتھ ریگولیٹرز (PGRs)تناؤ کے حالات میں پودوں کے دفاع کو بڑھانے کا ایک سرمایہ کاری مؤثر طریقہ ہے۔ اس تحقیق میں دو کی صلاحیتوں کی چھان بین کی گئی۔PGRs، thiourea (TU) اور arginine (Arg)، گندم میں نمک کے دباؤ کو دور کرنے کے لیے۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ TU اور Arg، خاص طور پر جب ایک ساتھ استعمال کیا جائے، نمک کے دباؤ کے تحت پودوں کی نشوونما کو منظم کر سکتے ہیں۔ ان کے علاج نے اینٹی آکسیڈنٹ انزائمز کی سرگرمیوں میں نمایاں اضافہ کیا جبکہ ری ایکٹیو آکسیجن اسپیسز (ROS)، میلونڈیالڈہائیڈ (MDA)، اور گندم کے بیجوں میں رشتہ دار الیکٹرولائٹ لیکیج (REL) کی سطح کو کم کیا۔ اس کے علاوہ، ان علاجوں سے Na+ اور Ca2+ کی تعداد اور Na+/K+ تناسب میں نمایاں کمی واقع ہوئی، جبکہ K+ کی حراستی میں نمایاں اضافہ ہوا، اس طرح آئن-آسموٹک توازن برقرار رہا۔ زیادہ اہم بات یہ ہے کہ TU اور Arg نے نمک کے دباؤ کے تحت کلوروفل کے مواد، خالص فوٹو سنتھیٹک ریٹ، اور گندم کے بیجوں کی گیس کی شرح تبادلہ میں نمایاں اضافہ کیا۔ TU اور Arg اکیلے یا مجموعہ میں استعمال ہونے سے خشک مادے کے جمع ہونے میں 9.03–47.45% اضافہ ہو سکتا ہے، اور یہ اضافہ اس وقت سب سے زیادہ تھا جب انہیں ایک ساتھ استعمال کیا گیا۔ آخر میں، یہ مطالعہ اس بات پر روشنی ڈالتا ہے کہ ریڈوکس ہومیوسٹاسس اور آئن توازن برقرار رکھنا نمک کے تناؤ کے لیے پودوں کی برداشت کو بڑھانے کے لیے اہم ہے۔ اس کے علاوہ، TU اور Arg کو ممکنہ طور پر تجویز کیا گیا تھا۔پودوں کی ترقی کے ریگولیٹرز،خاص طور پر جب ایک ساتھ استعمال کیا جائے، گندم کی پیداوار کو بڑھانے کے لیے۔
آب و ہوا اور زرعی طریقوں میں تیزی سے تبدیلیاں زرعی ماحولیاتی نظام کی تنزلی کو بڑھا رہی ہیں۔ سب سے سنگین نتائج میں سے ایک زمینی نمکیات ہے، جس سے عالمی غذائی تحفظ کو خطرہ ہے۔ نمکین کاری اس وقت دنیا بھر میں قابل کاشت زمین کے تقریباً 20% کو متاثر کرتی ہے، اور یہ تعداد 20503 تک بڑھ کر 50% تک پہنچ سکتی ہے۔ نمک الکلی کا تناؤ فصل کی جڑوں میں آسموٹک تناؤ کا سبب بن سکتا ہے، جو پودوں میں آئنک توازن میں خلل ڈالتا ہے۔ اس طرح کے منفی حالات کلوروفل کی تیز رفتار خرابی، فوٹو سنتھیسز کی شرح میں کمی، اور میٹابولک خلل کا باعث بھی بن سکتے ہیں، جس کے نتیجے میں پودوں کی پیداوار 5,6 میں کمی واقع ہوتی ہے۔ مزید یہ کہ، ایک عام سنگین اثر رد عمل آکسیجن پرجاتیوں (ROS) کی بڑھتی ہوئی نسل ہے، جو ڈی این اے، پروٹینز اور لپڈز 7 سمیت مختلف بائیو مالیکیولز کو آکسیڈیٹیو نقصان پہنچا سکتی ہے۔
گندم (Triticum aestivum) دنیا میں اناج کی سب سے اہم فصلوں میں سے ایک ہے۔ یہ نہ صرف سب سے بڑے پیمانے پر اگائی جانے والی اناج کی فصل ہے بلکہ ایک اہم تجارتی فصل بھی ہے۔ تاہم، گندم نمک کے لیے حساس ہے، جو اس کی نشوونما کو روک سکتی ہے، اس کے جسمانی اور حیاتیاتی کیمیائی عمل میں خلل ڈال سکتی ہے، اور اس کی پیداوار کو نمایاں طور پر کم کر سکتی ہے۔ نمک کے دباؤ کے اثرات کو کم کرنے کی اہم حکمت عملیوں میں جینیاتی تبدیلی اور پودوں کی نشوونما کے ریگولیٹرز کا استعمال شامل ہے۔ جینیاتی طور پر تبدیل شدہ حیاتیات (GM) نمک برداشت کرنے والی گندم کی اقسام 9,10 تیار کرنے کے لیے جین ایڈیٹنگ اور دیگر تکنیکوں کا استعمال ہیں۔ دوسری طرف، پودوں کی نشوونما کے ریگولیٹرز جسمانی سرگرمیوں اور نمک سے متعلقہ مادوں کی سطح کو ریگولیٹ کرکے گندم میں نمک کی برداشت کو بڑھاتے ہیں، اس طرح تناؤ کے نقصانات کو کم کرتے ہیں۔ یہ ریگولیٹرز عام طور پر ٹرانسجینک طریقوں سے زیادہ قبول اور وسیع پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ وہ مختلف ابیوٹک دباؤ جیسے نمکیات، خشک سالی اور بھاری دھاتوں کے لیے پودوں کی برداشت کو بڑھا سکتے ہیں، اور بیج کے انکرن، غذائی اجزاء کے حصول اور تولیدی نشوونما کو فروغ دیتے ہیں، اس طرح فصل کی پیداوار اور معیار میں اضافہ ہوتا ہے۔ 12 پودوں کی نشوونما کے ریگولیٹرز اپنی ماحولیاتی دوستی، استعمال میں آسانی، لاگت کی تاثیر اور عملییت کی وجہ سے فصل کی نشوونما کو یقینی بنانے اور پیداوار اور معیار کو برقرار رکھنے کے لیے اہم ہیں۔ 13 تاہم، چونکہ ان ماڈیولرز کے پاس کارروائی کے ایک جیسے میکانزم ہیں، اس لیے ان میں سے کسی ایک کو اکیلے استعمال کرنا مؤثر نہیں ہو سکتا۔ منفی حالات میں گندم کی افزائش، پیداوار میں اضافہ اور غذائی تحفظ کو یقینی بنانے کے لیے گندم میں نمک کی برداشت کو بہتر بنانے والے گروتھ ریگولیٹرز کا ایک مجموعہ تلاش کرنا بہت ضروری ہے۔
TU اور Arg کے مشترکہ استعمال کی تحقیقات کرنے والا کوئی مطالعہ نہیں ہے۔ یہ واضح نہیں ہے کہ آیا یہ اختراعی امتزاج نمک کے دباؤ میں گندم کی نشوونما کو ہم آہنگی سے فروغ دے سکتا ہے۔ لہذا، اس مطالعے کا مقصد یہ طے کرنا تھا کہ آیا یہ دونوں گروتھ ریگولیٹرز گندم پر نمک کے دباؤ کے منفی اثرات کو ہم آہنگی سے کم کر سکتے ہیں۔ اس مقصد کے لیے، ہم نے پودوں کے ریڈوکس اور آئنک توازن پر توجہ مرکوز کرتے ہوئے، نمک کے دباؤ کے تحت گندم پر TU اور Arg کے مشترکہ استعمال کے فوائد کی چھان بین کے لیے ایک مختصر مدت کے ہائیڈروپونک گندم کے بیج لگانے کا تجربہ کیا۔ ہم نے قیاس کیا کہ TU اور Arg کا امتزاج نمک کے تناؤ سے ہونے والے آکسیڈیٹیو نقصان کو کم کرنے اور آئنک عدم توازن کو منظم کرنے کے لیے ہم آہنگی سے کام کر سکتا ہے، اس طرح گندم میں نمک کی رواداری میں اضافہ ہوتا ہے۔
نمونوں کے MDA مواد کا تعین thiobarbituric acid طریقہ سے کیا گیا تھا۔ 0.1 گرام تازہ نمونہ پاؤڈر کا درست وزن کریں، 1 ملی لیٹر 10% ٹرائیکلورواسیٹک ایسڈ کے ساتھ 10 منٹ کے لیے نکالیں، 20 منٹ کے لیے 10,000 گرام پر سینٹری فیوج کریں، اور سپرنٹنٹ جمع کریں۔ نچوڑ کو 0.75٪ تھیوباربیٹورک ایسڈ کے مساوی حجم کے ساتھ ملایا گیا اور 15 منٹ کے لئے 100 ° C پر انکیوبیٹ کیا گیا۔ انکیوبیشن کے بعد، سپرنٹنٹنٹ کو سینٹرفیوگریشن کے ذریعے اکٹھا کیا گیا، اور 450 nm، 532 nm، اور 600 nm پر OD قدروں کی پیمائش کی گئی۔ ایم ڈی اے کی حراستی کا حساب ذیل کے طور پر کیا گیا تھا:
3 دن کے علاج کی طرح، Arg اور Tu کے استعمال نے بھی 6 دن کے علاج کے تحت گندم کے بیجوں کی اینٹی آکسیڈینٹ انزائم سرگرمیوں میں نمایاں اضافہ کیا۔ TU اور Arg کا امتزاج اب بھی سب سے زیادہ موثر تھا۔ تاہم، علاج کے 6 دن بعد، علاج کے مختلف حالات میں چار اینٹی آکسیڈینٹ انزائمز کی سرگرمیوں میں علاج کے بعد 3 دن کے مقابلے میں کمی کا رجحان ظاہر ہوا (شکل 6)۔
فوٹو سنتھیسس پودوں میں خشک مادے کے جمع ہونے کی بنیاد ہے اور کلوروپلاسٹ میں پایا جاتا ہے، جو نمک کے لیے انتہائی حساس ہوتے ہیں۔ نمک کا تناؤ پلازما جھلی کے آکسیڈیشن، سیلولر آسموٹک توازن میں خلل، کلوروپلاسٹ الٹراسٹرکچر36 کو نقصان پہنچانے، کلوروفل کے انحطاط کا سبب بن سکتا ہے، کیلون سائیکل انزائمز (بشمول روبسکو) کی سرگرمی کو کم کر سکتا ہے، اور PS II سے PS I37 میں الیکٹران کی منتقلی کو کم کر سکتا ہے۔ اس کے علاوہ، نمک کا تناؤ سٹومیٹل بند ہونے کا باعث بن سکتا ہے، اس طرح پتیوں کے CO2 کے ارتکاز کو کم کرتا ہے اور فوٹو سنتھیسز کو روکتا ہے۔ ہمارے نتائج نے پچھلے نتائج کی تصدیق کی ہے کہ نمک کا تناؤ گندم میں سٹومیٹل کنڈکٹنس کو کم کرتا ہے، جس کے نتیجے میں پتوں کی نقل و حمل کی شرح میں کمی اور انٹرا سیلولر CO2 کا ارتکاز ہوتا ہے، جو بالآخر فوٹو سنتھیٹک صلاحیت میں کمی اور گندم کے بایوماس میں کمی کا باعث بنتا ہے (تصویر 1 اور 3)۔ خاص طور پر، TU اور Arg ایپلیکیشن نمک کے دباؤ کے تحت گندم کے پودوں کی فوٹو سنتھیٹک کارکردگی کو بڑھا سکتی ہے۔ فوٹو سنتھیٹک کارکردگی میں بہتری خاص طور پر اس وقت نمایاں تھی جب TU اور Arg کو بیک وقت لاگو کیا گیا تھا (تصویر 3)۔ یہ اس حقیقت کی وجہ سے ہو سکتا ہے کہ TU اور Arg سٹومیٹل کھولنے اور بند ہونے کو منظم کرتے ہیں، اس طرح فوٹو سنتھیٹک کارکردگی کو بڑھاتے ہیں، جس کی حمایت پچھلے مطالعات سے ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، Bencarti et al. پتہ چلا کہ نمک کے دباؤ کے تحت، TU نے سٹومیٹل کنڈکٹنس، CO2 کے انضمام کی شرح، اور Atriplex portulacoides L.39 میں PSII فوٹو کیمسٹری کی زیادہ سے زیادہ کوانٹم کارکردگی میں نمایاں اضافہ کیا۔ اگرچہ ایسی کوئی براہ راست رپورٹیں نہیں ہیں جو یہ ثابت کرتی ہیں کہ Arg نمک کے دباؤ سے دوچار پودوں میں سٹومیٹل کھلنے اور بند ہونے کو منظم کر سکتا ہے، سلویرا وغیرہ۔ اشارہ کیا کہ Arg خشک سالی کے حالات میں پتوں میں گیس کے تبادلے کو فروغ دے سکتا ہے۔
خلاصہ طور پر، یہ مطالعہ اس بات پر روشنی ڈالتا ہے کہ عمل کے مختلف میکانزم اور فزیکو کیمیکل خصوصیات کے باوجود، TU اور Arg گندم کے بیجوں میں NaCl تناؤ کے مقابلے میں موازنہ مزاحمت فراہم کر سکتے ہیں، خاص طور پر جب ایک ساتھ لگایا جائے۔ TU اور Arg کا اطلاق گندم کے بیجوں کے اینٹی آکسیڈنٹ انزائم دفاعی نظام کو چالو کر سکتا ہے، ROS مواد کو کم کر سکتا ہے، اور جھلی کے لپڈز کے استحکام کو برقرار رکھتا ہے، اس طرح پودوں میں فوٹو سنتھیس اور Na+/K+ توازن برقرار رکھتا ہے۔ تاہم، اس مطالعہ کی بھی حدود ہیں۔ اگرچہ TU اور Arg کے ہم آہنگی کے اثر کی تصدیق کی گئی تھی اور اس کے جسمانی میکانزم کی کسی حد تک وضاحت کی گئی تھی، لیکن زیادہ پیچیدہ مالیکیولر میکانزم ابھی تک واضح نہیں ہے۔ لہذا، ٹرانسکرپٹومک، میٹابولومک اور دیگر طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے ٹی یو اور آرگ کے ہم آہنگی کے طریقہ کار کا مزید مطالعہ ضروری ہے۔
موجودہ مطالعہ کے دوران استعمال کیے گئے اور/یا تجزیہ کیے گئے ڈیٹاسیٹس مناسب درخواست پر متعلقہ مصنف سے دستیاب ہیں۔