Physiologische und biochemische Effekte von 24-Epibrassinolid auf die Anpassung an Trockenstress bei Mais (Zea mays L.)

Die Maisproduktion und -produktivität sind in tropischen und subtropischen Ökologien von Trockenstress betroffen, da der Großteil der Fläche, die mit Mais bebaut wird, bewässert wird. Die vorliegende Untersuchung wurde durchgeführt, um die physiologischen und biochemischen Effekte von 24-Epibrassinolid (EBR) als Pflanzenhormon auf die Trockenheitstoleranz bei Mais zu untersuchen. Zwei Maishybride, Vivek-Hybrid 9 und Bio 9637, wurden unter drei verschiedenen Bedingungen angebaut: (i) bewässert, (ii) Trockenheit und (iii) Trockenheit+EBR. Insgesamt zwei Wochen vor der Anthese wurde die Bewässerung eingestellt, um eine trockenheitsähnliche Bedingung zu erzeugen. In der Behandlung Trockenheit+EBR wurde die Bewässerung ebenfalls eingestellt und zusätzlich wurde EBR am selben Tag in den Trockenplots als Blattbesprühung angewendet. Es wurde beobachtet, dass Trockenheit einen großen Einfluss auf die Photosyntheserate, den Membranstabilitätsindex, den Blattflächenindex, den relativen Wassergehalt und das Blattwasserpotenzial hatte; dieser Effekt war bei Bio 9637 ausgeprägter. Im Gegensatz dazu nahmen die Aktivitäten der Antioxidanzienenzyme wie Katalase (CAT), Ascorbatperoxidase (APX) und Superoxiddismutase (SOD) in beiden Hybriden unter Trockenheitsbedingungen zu. Insbesondere zeigte Vivek-Hybrid 9 eine 74% höhere CAT-Aktivität unter Trockenheitsbedingungen im Vergleich zur Kontrolle. Darüber hinaus erhöhte die EBR-Anwendung die Aktivität dieses Enzyms um 23% im Vergleich zu Pflanzen unter Trockenheitsbedingungen. Beide Hybride erfuhren eine signifikante Verringerung des Pflanzenumfangs aufgrund von Trockenstress. Es wurde jedoch festgestellt, dass die exogene Anwendung von EBR die schädlichen Effekte des Trockenstress auf die Pflanze verringerte, und dieser Effekt war bei Bio 9637 ausgeprägter. Tatsächlich zeigte Bio 9637, das mit EBR behandelt wurde, einen Anstieg des Prolingehalts um 86% und einen Anstieg des Glycin-Betaingehalts um 70% im Vergleich zu unbehandelten Pflanzen unter Trockenheitsbedingungen. Insgesamt deuteten unsere Ergebnisse darauf hin, dass EBR die Toleranz gegen Trockenheit bei Maishybriden erhöhte. Daher könnte die Blattapplikation von EBR vor der Anthese teilweise die negativen Auswirkungen des Trockenheitsstadiums auf die Blüte bei Mais überwinden.