Ethylene Gas Analysis & Heat Stress Treatment in Tomato Plants | Tools for Applied Food Science

Etileengasanalise en hittestresbehandeling in tamatieplante

Etileengas word geproduseer as gevolg van stres, aangesien dit ‘n seinmolekule is wat betrokke is by stresreaksie deur plante. Gevolglik gebruik wetenskaplikes etileenmetings as een van die standaardprosedures om streseffekte in gewasse te monitor. ’n Span Japannese wetenskaplikes wat probeer het om ’n omgewingsvriendelike en laekoste-oplossing te vind deur hierdie benadering te gebruik, het daarin geslaag om hittestres by tamatiesaailinge te verminder.

Verseker ‘n gereelde tamatie-oes

Tamatie is alomteenwoordig in streke regoor die wêreld. Hierdie algemene groente word net so gewaardeer vir sy smaak, as vir die lang lys voedingstowwe wat dit verskaf, soos vitamien C, karotenoïede, aminosure, polifenole, ens. In Suidoos-Asiatiese lande is ‘n gebrek aan hierdie belangrike groente gekoppel aan babasterftes en aborsiesyfers. Daarom is dit noodsaaklik om hierdie groente die hele jaar deur teen ‘n bekostigbare prys beskikbaar te stel.

Hittestres is ‘n groot faktor wat die gewas se produktiwiteit in Asië negatief beïnvloed. Om ‘n laekoste en eko-vriendelike manier te vind om die gewas teen hitte te beskerm, het ‘n groep navorsers hulle tot molekules gewend wat betrokke is by biochemiese sein tydens die stresreaksie.

Landboukundiges, Terada, Sanada, Gemma en Koshio, het trans-2-Hexenal gekies. Hierdie C6-karbonielverbinding is natuurlik, geproduseer in plante uit linoleensuur en linoleensuur, en bekend om betrokke te wees by stresreaksie in plante. Die wetenskaplikes het etileenmetings gebruik om uit te vind hoe doeltreffend trans-2-hexenal is om hittestres by tamaties te verminder.

Etileen as ‘n aanduiding van hittestres

Dit is welbekend dat etileengas deur plante geproduseer word in reaksie op beide biotiese en abiotiese stres.

Die landbouwetenskaplikes het die tamatievariëteit “Micro tom” gebruik. Hulle het die sade ontkiem, dit na ‘n kweekhuis oorgeplaas en die saailinge vir ses weke lank in hidroponika gekweek.

Aan die begin van die eksperiment is die saailinge in ‘n uitdroger geplaas en voorbehandelings gegee van 0,001, 0,010, 0,100, 1,000 en 10,000 dpm trans-2-heksenale damp vir een uur; onbehandelde saailinge is as kontrole gebruik. Daarna is die behandeling saailinge vir negentig minute by 48°C geïnkubeer, waarna die plantdata versamel is.

Figuur 1: “Trans-2-heksenale dampbehandeling op tamatie ‘Micro tom’ saailinge. Tamatiesaailinge is vir 1 uur aan 0,001, 0,010, 0,100, 1,000 en 10,000 dpm trans-2-heksenale damp blootgestel en dan vir 90 minute by 48°C geïnkubeer,” Terada et al. 2017. (Beeldkrediete: J. ISSAAS Vol. 23, No. 2: 1-7 (2017))

Vir die etileenmeting is die hitte-blootgestelde saailinge na ‘n 2 L kamer geskuif wat ook by 48°C gehandhaaf is. Die tyd-afhanklike produksie van etileen wat veroorsaak word deur hittestres is gemeet met die F-900 Draagbare Etileen Ontleder. Die toestel is gebruik om etileenmetings een keer elke twintig minute vir drie uur te neem. Hierdie in situ metode het komplekse laboratoriumtegnieke soos gaschromatografie vervang omdat dit maklik en presies is. Die etileenontleder, wat ‘n laer deteksievlak van 0,04 dpm het, word deur Felix Instruments Toegepaste Voedselwetenskap vervaardig.

Stomatale geleiding en blaartemperatuur is gemeet met ‘n blaarporometer na hittebehandeling vir twee uur. Ander hitte-effekte, soos elektrolietlekkasie en malondialdehiedvlakke, is ook deur laboratoriummetodes beraam.

Voorbehandeling verminder etileenproduksie

Die voorbehandeling met trans-2-heksenale damp was effektief; sy reaksie was egter konsentrasieafhanklik. Selfs ‘n visuele toets het dit gedemonstreer, soos in Figuur 1 getoon.

Saailinge behandel met 0.001 en 0.010 dpm trans-2-heksenale damp het geen verwelking getoon nie, in vergelyking met die kontrole (0 dpm) plante. Aan die ander kant is die meeste verwelking gesien in plante wat hoë konsentrasies van 1 dpm en 10 dpm damp gekry het.

‘n Soortgelyke neiging is ook in die ander toetse waargeneem. Hittestres het gelei tot etileengasproduksie in al die behandelings. Die hoogste etileenmetings is gesien in tamatiesaailinge wat met 1 en 10 dpm damp behandel is, en hulle het aansienlik verskil van die kontrole, soos getoon in Figuur 2. Die hoogste vlakke van etileenproduksie, wat ook betrokke is by hittestressein, is gesien. in die plante wat die ergste geraak word. Die plante wat met 0.001 en 0.010 dpm trans-2-heksenale damp behandel is, het minder etileen as die kontrole geproduseer, al was die verskil nie statisties betekenisvol nie.

Figuur 2: “Etileenproduksie van tamatie ‘Micro tom’ saailinge wat vooraf met raam-2-heksaandamp by 48°C behandel is. Tamatiesaailinge is blootgestel aan 0,001, 0,010, 0,100, 1,000 en 10,000 dpm trans-2-heksenale damp vir 1 uur en geïnkubeer by 48°C vir 90 min. Tamatiesaailinge is in ‘n 2-L plastiekhouer gehou en etileenkonsentrasie is gemonitor elke 20 minute met behulp van ‘n draagbare etileenontleder,” Terada et al. 2017. (Beeldkrediete: J. ISSAAS Vol. 23, No. 2: 1-7 (2017))

Die aansienlik laer blaargeleiding in tamatiesaailinge wat met 10 dpm trans-2-heksenale damp behandel is, was ‘n verdere aanduiding dat hierdie plante aan stres gely het. Plante wat deur hitte geraak word, sal hul huidmondjies toemaak om te verhoed dat interne waterdamp verloor word. In teenstelling hiermee, as die visuele toetse weerspieël, het plante wat met 0,001 en 0,010 dpm trans-2-heksenale damp behandel is, hoër blaargeleiding gehad.

Malondialdehied, wat deur peroksidasie van fosfolipiede geproduseer word en selmembraanskade veroorsaak as gevolg van hittestres, was ook die laagste in 0.001 en 0.010 dpm behandelde tamaties en die hoogste in 1 en 10 dpm saailinge in vergelyking met die kontrole. As gevolg hiervan was elektrolietlekkasie, wat plaasvind as gevolg van selmembraanskade, aansienlik laer in 0,001 of 0,010 dpm behandelde saailinge as in die kontrole maar die hoogste in 10 dpm.

Daar was egter geen verskil in blaartemperature by enige plante nie.

Gevolglik het die wetenskaplikes tot die gevolgtrekking gekom dat die voorbehandeling van saailinge met 0,001 en 0,010 dpm
trans-2-heksenale damp kan tamaties help om hittestres-effekte te verdra deur blaargeleiding te verbeter en etileen-, MDA- en elektrolietproduksie in vergelyking met beheer te verlaag. Die gebruik van hoër konsentrasies van die damp kan egter nadelig wees en die hittestres-effekte vir die saailinge vererger.

Boonop kan die vermindering van etileengas in kweekhuise bykomende voordele vir plantgroei inhou.

Volhoubare, kostedoeltreffende tamatieproduksie

Die landbouwetenskaplikes kon ‘n laekoste, eko-vriendelike manier vind om hittestres-effekte in tamaties te verminder. ‘n Aansienlike gedeelte tamaties word in kweekhuise gekweek, waar hitte amper kan opbou. Die konvensionele metode om hitte te verminder is deur lugbeheermaatreëls, wat energie benodig en hoë installasie- en bedryfskoste het. ’n Eenvoudige voorbehandeling met ’n natuurlike stof, wat in klein konsentrasies gebruik word, kan boere help om hul uitgawes en koolstofvoetspoor te verminder. Dit beteken ook dat hulle gewasgesondheid kan verbeter en tamaties volhoubaar kan produseer, selfs op plekke waar konvensionele metodes nie haalbaar is nie.

Vijayalaxmi Kinhal
Wetenskapskrywer, CID Bio Science
PhD Ekologie en Omgewingswetenskap, BSc Landbou

Kenmerkfoto met vergunning van Davor Denkovski.

bronne

Terada, N., Sanada, A., Gemma, H., en Koshio, K. (2017). Effek van trans-2-heksenale dampvoorbehandeling op verligting van hitteskok in tamatiesaailinge (Micro tom).J. ISSAAS, 23, 1-7. https://www.researchgate.net/publication/322028531_Effect_of_trans-2-hexenal_vapor_pretreatment_on_alviattion_of_heat_shock_in_tomato_seedlings_Micro_tom


Skrywer Beeld


Leave a Comment