Οι βιοχημικές παράμετροι επιτρέπουν τον εντοπισμό ανεκτικών γονότυπων βουφελόχορτου (Cenchrus ciliaris L.) σε ξηρασία και θερμικό στρες
Τα άνυδρα και ημίξηρα οικοσυστήματα καταλαμβάνουν τεράστιες περιοχές σε πολλές χώρες του κόσμου. Σε αυτές τις περιοχές, οι εδαφικές και κλιματικές συνθήκες επιβάλλουν σημαντικούς περιορισμούς στη γεωργία. Ιδιαίτερα στην Αργεντινή, η κτηνοτροφική δραστηριότητα πραγματοποιείται στα βορειοδυτικά της χώρας σε μια περιοχή που καλύπτει 10 εκατομμύρια εκτάρια όπου κυριαρχούν άνυδρα και ημίξηρα περιβάλλοντα.
Τα γηγενή λιβάδια στην περιοχή παράγουν μια σπάνια προσφορά χορτονομής. Επιπλέον, συχνά γίνεται παράλογη εκμετάλλευση, υποστηρίζοντας υψηλή πίεση βόσκησης που προκαλεί περιβαλλοντική υποβάθμιση. Για να αυξηθεί η παραγωγή χορτονομής, να ανακτηθούν οι υποβαθμισμένες μάντρες και να επιτραπεί η ανάκτηση φυσικών βοσκοτόπων, έχουν εμφυτευτεί υποτροπικά είδη. Buffelgrass (Cenchrus ciliaris L.) είναι ένα από τα εισαγόμενα είδη που χρησιμοποιούνται περισσότερο σε αυτά τα περιβάλλοντα και αρκετές μελέτες έχουν δείξει τη χρησιμότητά του στην αύξηση της παραγωγής χορτονομής τόσο σε ποσότητα όσο και σε ποιότητα, ανακουφίζοντας την πίεση της βόσκησης στα αυτόχθονα είδη και ευνοώντας την αποκατάσταση και τη διατήρηση των φυσικών λιβαδιών.
Παρόλα αυτά, τα ακραία κλιματικά φαινόμενα όπως η έντονη ξηρασία και οι υψηλές θερμοκρασίες έχουν γίνει πιο συχνά την τελευταία δεκαετία, προκαλώντας σοβαρά προβλήματα στην περιοχή αυτή βλάπτοντας την παραγωγή βοσκοτόπων. Το Buffelgrass έχει επίσης επηρεαστεί. Το Εθνικό Ινστιτούτο Γεωργικής Τεχνολογίας (INTA) διαθέτει μια ενεργή συλλογή από Cenchrus ciliaris L., και το Ινστιτούτο Φυσιολογίας και Γενετικών Πόρων Φυτών (IFRGV) διεξάγει ένα πρόγραμμα αναπαραγωγής για να αυξήσει την ανοχή στο αβιοτικό στρες σε αυτό το είδος φυτού. Cenchrus ciliaris Το L. είναι ένα απομικτικό είδος, με ασεξουαλική αναπαραγωγή με σπόρους, γεγονός που συνεπάγεται αμελητέα φυσική μεταβλητότητα.
Η ερευνητική ομάδα που ηγείται του προγράμματος αναπαραγωγής έχει τρεις διαφορετικούς σεξουαλικούς γονότυπους που χρησιμοποιούνται σε κατευθυνόμενες διασταυρώσεις για τη δημιουργία γενετικού ανασυνδυασμού και μεταβλητότητας. Επιπλέον, προκλήθηκαν μεταλλάξεις, καλλιέργεια ανθήρων και in vitro πραγματοποιούνται επίσης αναγέννηση. Όπως σε κάθε πρόγραμμα αναπαραγωγής, τα καθήκοντα του φαινοτύπου και του μοριακού χαρακτηρισμού εκτελούνται συνεχώς. Συγκριτικές δοκιμές αναπτύσσονται επίσης σε θαλάμους ανάπτυξης υπό ελεγχόμενες συνθήκες και σε περιβαλλοντικές δοκιμές για την αξιολόγηση της απόκρισης των γονότυπων σε διαφορετικό αβιοτικό στρες.
Στο πλαίσιο αυτό, ένας από τους στόχους του προγράμματος είναι η εύρεση βιοχημικών παραμέτρων που σχετίζονται με την ανοχή στο αβιοτικό στρες λόγω ξηρασίας και ζέστης, ώστε να χρησιμοποιηθούν ως γρήγορο και εύκολο εργαλείο για τον χαρακτηρισμό και την αναγνώριση ανεκτικών γονότυπων. Εστιάζουμε τις μελέτες μας στον οξειδωτικό μεταβολισμό που αλλάζει στα φυτά όταν συμβαίνουν δυσμενείς συνθήκες ανάπτυξης. Δημιουργούνται βιοχημικά σήματα και αμυντικές αποκρίσεις, που παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στην προσαρμογή και την επιβίωση σε αντίξοες περιβαλλοντικές συνθήκες. Επομένως, είναι ενδιαφέρον να αξιολογηθεί η οξειδωτική βλάβη και να κατανοηθεί η αντιοξειδωτική απόκριση που σχετίζεται με την ανοχή στο αβιοτικό στρες στο Cenchrus ciliaris L. γονότυποι.
Από όλες τις μετρούμενες βιοχημικές παραμέτρους, η οξειδωτική βλάβη που ποσοτικοποιείται από την περιεκτικότητα σε μηλονδιαλδεΰδη (περιεκτικότητα σε MDA), η συνολική αναγωγική ισχύς που ποσοτικοποιείται από τον σίδηρο μειώνει την ικανότητα της τεχνικής πλάσματος (τιμή FRAP) και οι ενζυμικές δραστηριότητες καταλάσης και υπεροξειδικής δισμουτάσης (CAT και δραστηριότητες SOD) έδειξαν αντίθετες αποκρίσεις μεταξύ ανεκτικών και ευαίσθητων γονότυπων όταν επιβλήθηκαν συνθήκες ξηρασίας και θερμικής καταπόνησης. Αυτά τα αποτελέσματα επιβεβαιώθηκαν αργότερα σε περιβαλλοντικές δοκιμές. Αυτές οι βιοχημικές παράμετροι θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τον εντοπισμό ανεκτικών γονότυπων στο Cenchrus ciliaris L. πρόγραμμα αναπαραγωγής και μπορούν να μελετηθούν για να εφαρμοστούν με τον ίδιο σκοπό σε άλλα είδη φυτών.
