Drought tolerance in barley
பார்லி (ஹோர்டியம் வுல்கேர்) மற்ற தானிய பயிர்களை விட சுற்றுச்சூழல் சகிப்புத்தன்மை கொண்டதாக அறியப்படுகிறது, மண்ணின் pH, கனிம ஊட்டச்சத்து கிடைக்கும் தன்மை மற்றும் நீர் கிடைக்கும் தன்மை ஆகியவற்றின் அடிப்படையில். இதன் காரணமாக, இந்த சுற்றுச்சூழல் கடினத்தன்மைக்கு ஒரு மரபணு அடிப்படை இருக்கிறதா இல்லையா என்பதை தீர்மானிக்க பார்லி தாவரங்களில் அதிக ஆராய்ச்சி செய்யப்படுகிறது. பார்லி தாவரங்களில் வறட்சியின் விளைவு பார்லி ஒரு சி 4 இனமாகும், எனவே வறட்சி அதன் மீது ஏற்படுத்தும் விளைவுகளை மற்ற தாவர இனங்களுக்கும் விரிவுபடுத்தலாம். வறட்சி பெரும்பாலும் ஒரு பிராந்தியத்தில் அதிகரித்த வெப்பநிலையின் விளைவாகும், இது அதிகரித்த சுவாச இழப்பு மூலம் தாவரங்களில் நீர் இழப்பை ஊக்குவிக்கிறது. மண்ணில் தண்ணீர் இல்லாததால் கனிம ஊட்டச்சத்து கிடைப்பது குறைகிறது, ஏனெனில் தாதுக்கள் வேர்களுக்குள் நுழைய மண் கரைசலில் கரைக்கப்பட வேண்டும். கூடுதலாக, வறட்சியின் விளைவாக ஒளிச்சேர்க்கை விகிதங்கள் குறைகின்றன, பயோமாஸ் குறைகிறது மற்றும் இலை முதுமையை துரிதப்படுத்துகிறது. முக்கியத்துவம் பார்லி வளமான பிறை பிறந்ததிலிருந்து மனிதர்களுக்கு ஒரு விலைமதிப்பற்ற பயிராக இருந்து வருகிறது. மக்காச்சோளம் (சியா மேஸ்), கோதுமை (ட்ரிட்டிக்கம் எஸ்டிவம்) மற்றும் அரிசி (ஒரிசா சாடிவா) ஆகியவற்றின் வெகுஜன சாகுபடிக்கு முன்பு, பார்லி மனிதர்களுக்கு முக்கிய தானிய பயிராக இருந்தது. இன்று, பார்லி முதன்மையாக விலங்கு தீவனம் (55-60%) மற்றும் மால்ட் (30-40%) பயன்படுத்தப்படுகிறது. பல வளரும் நாடுகள், குறிப்பாக ஆப்பிரிக்கா, அரேபிய தீபகற்பம் மற்றும் தென் அமெரிக்காவின் பிராந்தியங்களில், பார்லி ஒரு உணவு ஆதாரமாக இன்னும் பெரிதும் நம்பியுள்ளன. எனவே பார்லி உற்பத்தியில் சரிவு இந்த நாடுகளில் ஏற்கனவே நடந்து வரும் உணவு நெருக்கடிக்கு பெரிதும் பங்களிக்கும். தொழில்துறை புரட்சிக்குப் பிறகு (1760-2019) கார்பன் டை ஆக்சைடு அளவு 48 சதவீதம் அதிகரித்துள்ளது, இதனால் பூமியின் வளிமண்டலத்தை மேகமூட்டுகிறது மற்றும் இதன் விளைவாக உலகளாவிய வெப்பநிலை உயர்கிறது. இதன் விளைவாக மதிப்புமிக்க விவசாய நிலங்களைக் கொண்ட உலகின் பல பகுதிகளில் வறட்சி போன்ற தீவிர வானிலை நிகழ்வுகள் அதிகரித்துள்ளன. ஒட்டுமொத்தமாக, காலநிலை தவறாக மாறி வருகிறது, மேலும் உலகளாவிய உணவுப் பாதுகாப்பின்மையை எதிர்த்துப் போராடுவதற்கான ஒரு முன்கூட்டிய வழி சுற்றுச்சூழல் அழுத்தங்களுக்கு சகிப்புத்தன்மை கொண்ட பயிர்களை இனப்பெருக்கம் செய்வதாகும். C4 ஒளிச்சேர்க்கை வழிமுறைகள் பார்லி தாவரங்கள் C4 பாதை வழியாக ஒளிச்சேர்க்கை செய்கின்றன, அதாவது அவை CO2 ஐ 4-கார்பன் கரிம அமிலமாக சரிசெய்கின்றன, பின்னர் அவை மூட்டை உறையில் அடைக்கப்பட்டு, வளிமண்டலத்தில் மீண்டும் பரவுவதைத் தடுக்கின்றன. C4 பாதை கார்பன் நிலைப்படுத்தலுக்கான வினையூக்கியாக PEP-கார்பாக்சிலேஸைப் பயன்படுத்துகிறது, இது C3 பாதையில் பயன்படுத்தப்படும் ரூபிஸ்கோவை விட. PEP-கார்பாக்சிலேஸ் கார்பன் டை ஆக்சைடு மீது அதிக நெருக்கம் கொண்டுள்ளது, மேலும் O2 உடன் நெருக்கம் இல்லை, இது ஃபோட்டோரிஸ்பிரேஷனைத் தடுக்கிறது. ஒட்டுமொத்தமாக, C4 பாதை பார்லி தாவரங்கள் கார்பனை மிகவும் திறமையாக சரிசெய்ய அனுமதிக்கிறது, இதனால் அவை குறைந்த நேரத்திற்கு தங்கள் ஸ்டோமேட்டாவைத் திறந்து வைத்திருக்க அனுமதிக்கிறது, இது நீராவி மூலம் நீர் இழப்பைத் தடுக்கிறது. அப்சிசிக் அமிலம் (ஏபிஏ) என்பது மன அழுத்தத்திற்கு பதிலளிக்கும் வகையில் தாவரங்கள் வெளியிடும் ஹார்மோன் ஆகும். இது தாவரங்களில் ஸ்டோமாடல் மூடலைத் தூண்டுகிறது, நீராவி மூலம் நீர் இழப்பைக் குறைக்கிறது. இருப்பினும், அதிகரித்த ஸ்டோமாடல் மூடல் கார்பன் டை ஆக்சைடு ஒருங்கிணைப்பைக் குறைக்கிறது. ஒருவேளை குறுகிய காலத்தில் இதை எதிர்த்துப் போராட, ஏபிஏ தொகுப்பு வேர் உயிரணுக்களின் நீளத்தை ஊக்குவிக்கிறது, இது கனிம ஊட்டச்சத்து உறிஞ்சுதலை ஊக்குவிக்கிறது. வறட்சி நிலைகளில் கார்பானிக் அன்ஹைட்ரேஸ் செயல்பாட்டை ஏபிஏ அதிகரிக்கிறது என்றும் பிற ஆராய்ச்சிகள் காட்டுகின்றன. அதிகரித்த வேர் வளர்ச்சி பார்லி தாவரங்களின் சில வகைகள் பெரிய வேர் அமைப்புகளை உருவாக்குகின்றன. ஒரு பெரிய வேர் அமைப்பு கனிம ஊட்டச்சத்து உறிஞ்சுதலுக்கான மேற்பரப்பு பரப்பளவை அதிகரிப்பதன் மூலம் மட்டுமல்லாமல், ஆழமான நிலத்தடி நீரை அடையும் தாவரங்களின் திறனையும் மேம்படுத்துவதன் மூலம் வறட்சியை சகிப்புத்தன்மையை மேம்படுத்துகிறது. அதிகரித்த ஆக்ஸிஜனேற்ற உற்பத்தி வறட்சி அழுத்தத்தின் கீழ் வளர்க்கப்படும் பார்லி தாவரங்கள் ஆக்ஸிஜனேற்ற நொதிகளின் அதிக செயல்பாட்டை வெளிப்படுத்துகின்றன, இது எதிர்வினை ஆக்ஸிஜன் இனங்களிலிருந்து ஆக்ஸிஜனேற்ற சேதத்தைத் தடுக்கிறது. எதிர்வினை ஆக்ஸிஜன் இனங்களின் அதிகரித்த உற்பத்தி காரணமாக வறட்சி அழுத்தத்திற்கு ஆளாகும்போது தாவரங்கள் செல்லுலார் சேதத்தின் அதிக ஆபத்தில் உள்ளன, எனவே இந்த அதிகரித்த ஆக்ஸிஜனேற்ற செயல்பாடு வறட்சி அழுத்தத்தின் கீழ் தாவரத்தைப் பாதுகாக்க உதவுகிறது. குறைந்த மலக்குடல் அடர்த்தி பார்லி தாவரங்களில் குறைந்த மலக்குடல் அடர்த்தி வாயு பரிமாற்றம் குறைந்தாலும் தானிய விளைச்சலைக் குறைக்காது என்று ஆய்வுகள் காட்டுகின்றன. ஸ்டோமேட்டாவின் எண்ணிக்கை குறைவதால் வறட்சி சகிப்புத்தன்மையை மேம்படுத்துகிறது, இதனால் தண்ணீர் தப்பிக்கும் திறனை மேம்படுத்துகிறது. குறைந்த நைட்ரிக் ஆக்சைடு அளவுகள் வறட்சியின் அழுத்தத்தின் கீழ் வளர்க்கப்படும் பார்லி தாவரங்களும் நைட்ரிக் ஆக்சைடு அளவு குறைவதை வெளிப்படுத்துகின்றன, இது ஆய்வுகள் அதிகரித்த பாலிமைன் உற்பத்தியைக் காட்டுகின்றன. டிஎன்ஏ மற்றும் சவ்வுகள் போன்ற செல்லுலார் கட்டமைப்புகளை உறுதிப்படுத்துவதன் மூலம் வறட்சி அழுத்தத்தின் போது தாவரங்களின் நல்வாழ்வுக்கு பாலிமைன்கள் உதவுகின்றன, இதனால் உயிர்வாழ்வது நீடிக்கிறது. மரபணு அடிப்படையிலான சமீபத்திய ஆராய்ச்சி, பார்லி வறட்சி சகிப்புத்தன்மை தொடர்பான மரபணு வகைகளில், காட்டு மற்றும் பயிரிடப்பட்ட வகைகளில் மிகவும் மாறுபடும் என்பதைக் காட்டுகிறது. உண்மையில், அளவு பண்பு இருப்பிடங்கள் (கியூடிஎல்) வறட்சி நிலைகளில் பார்லி விதை முளைப்புடன் தொடர்புடையவை. மேலும், அதிக வறண்ட காலநிலைகளில் வளர்க்கப்படும் வகைகள் குளிர்ந்த காலநிலைகளில் வளர்க்கப்படும் வகைகளை விட எதிர்வினை ஆக்ஸிஜன் இனங்களின் சிறந்த ஒழுங்குமுறையை வெளிப்படுத்துகின்றன. வறட்சி நிலைகளில் சாதகமாகவும் சாதகமற்றதாகவும் இருக்கும் பண்புகள் பார்லி தாவரங்களில் இருப்பது கண்டறியப்பட்டுள்ளது, இது விவசாயத் தொழில் வெப்பமான பகுதிகளில் வளர பார்லி தாவரங்களில் வறட்சியை எதிர்க்கும் பண்புகளை நம்பத்தகுந்த வகையில் தேர்ந்தெடுக்கலாம் என்றும், விளைச்சலை அதிகரிக்க குளிர்ந்த பகுதிகளில் இதற்கு நேர்மாறாக இருக்கும் என்றும் கூறுகிறது. பார்லி தாவரங்களில் வறட்சி சகிப்புத்தன்மைக்கு காரணமான மரபணுக்களைக் கண்டறிந்து, அவற்றை பிற தாவர இனங்கள் அல்லது பிற பார்லி வகைகளுக்கு மரபணு மாற்றத்தின் மூலம் பயன்படுத்துவதும் நம்பிக்கைக்குரிய முடிவுகளைக் காட்டியுள்ளது. ஒரு ஆய்வு ஊர்ந்து செல்லும் பென்ட் கிராஸில் பார்லி இருந்து எச். வி. ஏ 1 மரபணுவை வெளிப்படுத்தியது, மேலும் இது நீர் பற்றாக்குறை சேதத்தின் விளைவுகளைக் குறைப்பதன் மூலம் வறட்சி சகிப்புத்தன்மையை மேம்படுத்தியது என்பதைக் கண்டறிந்தது. இதேபோல், பார்லி இருந்து ஒரு எச். வி. ஏ 1 மரபணு கொண்ட மரபணு மாற்றப்பட்ட பாஸ்மதி அரிசி தாவரங்கள் கட்டுப்பாட்டு தாவரங்களை விட அதிக வறட்சி சகிப்புத்தன்மையை வெளிப்படுத்தின. பார்லி உள்ள எச். வி. எம். ஒய். பி 1 மரபணுவின் வெளிப்பாடு வறட்சி அழுத்தத்தின் கீழ் அதிகரிக்கிறது என்றும், மரபணு மாற்றப்பட்ட பார்லி தாவரங்களில் அதிகமாக வெளிப்படும்போது, வறட்சி சகிப்புத்தன்மையை அதிகரிப்பதாக கண்டறியப்பட்டுள்ளது என்றும் பிற ஆராய்ச்சிகள் கண்டறிந்துள்ளன. பார்லி தாவரங்களில் கே + டிரான்ஸ்போர்ட்டர்களின் தூண்டப்பட்ட அதிகப்படியான வெளிப்பாடு வறட்சி சகிப்புத்தன்மையை அதிகரிப்பதாகவும் கண்டறியப்பட்டுள்ளது, ஏனெனில் தாவர வளர்சிதை மாற்றம் மற்றும் உடலியல் ஆகியவற்றில் கே + வகிக்கும் பல பாத்திரங்கள், ஸ்டோமாடல் துளை போன்றவை. அமரந்த் தினை குறிப்புகள் பார்லி ஹோர்டியம் வுல்கேர் பற்றியும் பார்க்கவும்