Roluri Curarea datelor, Analiza formală, Scriere - schiță originală

influența

Centrul de Afiliere pentru Managementul Mediului, Școala de Științe ale Vieții și Sănătății, Universitatea Federației Australia, Muntele Helen, Victoria, Australia

Conceptualizarea rolurilor, curatarea datelor, investigații, metodologie, administrarea proiectelor, resurse, supraveghere, validare, scriere - revizuire și editare

Centrul de Afiliere pentru Managementul Mediului, Școala de Științe ale Vieții și Sănătății, Universitatea Federației Australia, Muntele Helen, Victoria, Australia

Supravegherea rolurilor, validare, scriere - revizuire și editare

Centrul de afiliere pentru știința culturilor, Alianța Queensland pentru agricultură și inovare alimentară (QAAFI), Universitatea din Queensland, Gatton, Queensland, Australia

Metodologia rolurilor, supravegherea, validarea

Centrul de Afiliere pentru Managementul Mediului, Școala de Științe ale Vieții și Sănătății, Universitatea Federației Australia, Muntele Helen, Victoria, Australia

Roluri Metodologie, Supraveghere, Validare, Scriere - revizuire și editare

Școala de știință, inginerie și sănătate de afiliere, Universitatea RMIT, Bundoora, Victoria, Australia

  • Aakansha Chadha,
  • Singarayer K. Florentine,
  • Bhagirath S. Chauhan,
  • Benjamin Long,
  • Mithila Jayasundera

Cifre

Abstract

Citare: Chadha A, Florentine SK, Chauhan BS, Long B, Jayasundera M (2019) Influența regimurilor de umiditate a solului asupra creșterii, capacității fotosintetice, biochimiei frunzelor și capacităților reproductive ale buruienii agronomice invazive; Lactuca serriola. PLoS ONE 14 (6): e0218191. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0218191

Editor: Jose Luis Gonzalez-Andujar, Instituto Agricultura Sostenible, SPANIA

Primit: 24 ianuarie 2019; Admis: 28 mai 2019; Publicat: 28 iunie 2019

Disponibilitatea datelor: Toate datele relevante se află în manuscris și în fișierele sale de informații suport.

Finanțarea: Autorii fără finanțare au reînviat această lucrare.

Interese concurente: Autorii au declarat că nu există interese concurente.

Introducere

Capacitatea de a supraviețui secetei diferă între specii, în cadrul speciilor și stadiul de dezvoltare a unei plante pe baza intensității și duratei condițiilor de stres hidric [1, 2, 8]. Se știe că deficiența de umiditate se caracterizează în primul rând prin semnalizarea secetei în rădăcini, reducerea potențialului apei frunzelor, închiderea stomatelor și deshidratarea celulară [9]. Efectele secundare sau pe termen lung ale stresului de umiditate ale solului sunt reducerea măririi și creșterii celulare, reducerea activităților celulare și metabolice, inhibarea fotosintetică, pierderea turgorului, fabricarea speciilor reactive de oxigen și partiția carbonului modificată [1, 9, 10].

S-a stabilit că stresul secetei este un factor limitativ important pentru creșterea și stabilirea plantelor. Acest lucru împiedică plantele să atingă potențialul maxim de creștere stabilit de genotipurile lor [1, 5]. Creșterea se realizează prin mărirea celulelor, divizarea și diferențierea celulelor și implică o interacțiune complexă de evenimente genetice, fiziologice, ecologice și morfologice. Stresul de umiditate afectează aceste evenimente, deoarece mitoza afectată și pierderea turgorului au ca rezultat o diviziune celulară limitată și, respectiv, alungirea celulelor obstrucționate, care la rândul lor determină o creștere diminuată [11, 12]. În timpul stresului apei, producția de acid abscisic declanșează închiderea stomatală, după care se observă o scădere a nivelului de CO2 intercelular și, prin urmare, o reducere a fotosintezei [10, 13]. În același timp, schimbările metabolice apar la pigmenții și componentele fotosintetice [14, 15] și există o reducere a funcționării enzimelor ciclului Calvin, ceea ce duce la reducerea creșterii și randamentului plantelor [16].

Factorii macro și micro de mediu predominanți, cum ar fi condițiile de stres hidric, declanșează instinctele de supraviețuire la plante, care produc modificări în procesele lor biochimice ca măsură adaptativă. Sub stres de umiditate, producția de specii reactive de oxigen crește și, ca măsură adaptativă, plantele produc antioxidanți enzimatici pentru a limita degradarea oxidativă. Pentru a-și menține hidratarea celulară, plantele sintetizează și acumulează substanțe dizolvate prin ajustare osmotică, care funcționează ca osmoliți în celule și ajută la conservarea structurii celulare, a componentelor sale și la protejarea funcțiilor metabolice [17, 18].

Factorii de mediu care acționează în detrimentul sănătății plantelor au un impact crescut în timp ce planta este în faza de creștere și reduce alocarea reproductivă la semințe, ceea ce ar putea duce la producerea de semințe mai puține sau mai mici. De asemenea, acestea ar putea influența trăsăturile calității semințelor, cum ar fi dormența semințelor și apărarea chimică [19, 20]. Deficiența de apă în momentul maturării semințelor afectează, de asemenea, latența și germinarea semințelor de buruieni [21]. Astfel, măsurile de adaptare încorporate de o plantă ca răspuns la condițiile stresate, inclusiv asimilarea carbonului, alocarea fotografiilor asimilate diferitelor părți și păstrarea capacității sale de reproducere, toate contribuie la rezistența unei specii de plante sub stres de mediu [22].

S-a susținut că capacitatea Lactuca serriola de a se adapta la condiții macro și micro de mediu variate din mai multe țări este responsabilă pentru stabilirea și proliferarea cu succes a acesteia [23, 24]. Deși L. serriola a fost stabilită și crește în mai multe condiții climatice disparate, interacțiunile dintre creșterea L. serriola și factorii de mediu din jur, cum ar fi conținutul de umiditate al solului, nivelurile de salinitate a solului și condițiile meteorologice și climatice, nu au fost cuantificate până destul de recent. Înțelegerea influenței diferitelor regimuri de umiditate a solului asupra L. serriola este o cerință esențială pentru a ne ajuta să prezicem proliferarea, impactul consecvent și să dezvoltăm metode adecvate de izolare.

Materiale și metode

Proiectare experimentală

Experimentul a fost realizat folosind un design complet aleatoriu, situat într-o seră cu temperatură controlată, în campusul Mt Helen al Universității Federației Australiene din Australia, din decembrie 2017 până în aprilie 2018. Sera a fost menținută la temperatura de 26/18 ° C zi/noapte și 50% - 60% umiditate relativă.

Experimentul a cuprins 56 de ghivece în total, fiecare conținând un răsad de L. serriola. La începutul tratamentului, vasele au fost selectate aleatoriu și marcate pentru tratamente. Așa cum este detaliat în Fig 1, din cele 56 de răsaduri, 14 au fost alocate fiecărui tratament, cu o capacitate de reținere a apei la 100%, 75%, 50% și 25%. Cele 14 ghivece din fiecare tratament au fost apoi împărțite în două grupe de șapte și marcate pentru două recolte, prima recoltare a fost la 28 de zile când plantele erau în stadiul lor de creștere vegetativă și a doua recoltare a fost la 75 de zile, când plantele erau în etapa reproductivă. Dintre cele șapte plante recoltate în prima recoltare din fiecare tratament, patru au fost utilizate pentru analiza biomasei și măsurarea suprafeței frunzelor, iar celelalte trei au fost utilizate pentru analiza biochimică. Din cele șapte plante recoltate în cea de-a doua recoltă, patru au fost utilizate pentru analiza biomasei și măsurarea suprafeței frunzelor, iar restul de trei au fost folosite pentru colectarea semințelor pentru testarea fecundității.