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Biology

दोहराने योग्य सीढ़ी कदम परख खरपतवार चावल की एलोपैथिक क्षमता का उपयोग करने के लिए(Oryza sativa एसएसपी.)

doi: 10.3791/60764 Published: January 28, 2020

Summary

एलेलोपैथी ने फसल प्रणालियों में एक उपयोगी पूरक खरपतवार नियंत्रण रणनीति के रूप में वादा दिखाया है। एक वांछित पौधे के नमूने की एएललोपैथिक क्षमता का निर्धारण करने के लिए, एक सीढ़ी-चरण स्क्रीनिंग विधि प्रदान की जाती है।

Abstract

खरपतवार प्रतियोगिता दुनिया भर में फसल प्रणालियों में नुकसान उपज के लिए महत्वपूर्ण योगदान देता है । लगातार लागू शाकनाशी के लिए कई खरपतवार प्रजातियों में प्रतिरोध के विकास ने अतिरिक्त प्रबंधन विधियों की आवश्यकता को प्रस्तुत किया है। एलेलोपैथी एक शारीरिक प्रक्रिया है कि कुछ पौधों की प्रजातियों के पास है जो पौधे को अपने पड़ोसियों पर लाभ प्रदान करता है। एएललोपैथिक फसल की किस्में आसपास के प्रतियोगियों के विकास को दबाने की क्षमता से लैस होंगी, इस प्रकार खरपतवार हस्तक्षेप के कारण संभावित उपज हानि को कम किया जा सकेगा । यह पेपर ग्रीनहाउस सेटिंग में एक रिसीवर खरपतवार प्रजातियों(Echinochloa क्रूस-गैली)के खिलाफ दाता प्रजातियों(ओरिया साटिवा)की एलोपैथिक क्षमता की स्क्रीनिंग के लिए उपयोग किए जाने वाले सीढ़ी-कदम परख के निर्माण और संचालन पर केंद्रित है। इस पेपर में वर्णित संरचना पौधे के नमूनों के लिए एक स्टैंड के रूप में कार्य करती है और इसमें एलोकेमिकल्स के संचय और वितरण के लिए एक समय पर पानी की प्रणाली शामिल है। संयंत्र की जड़ों द्वारा उत्पादित Allelochemicals एक संग्रह टैंक में अलग से चार बर्तन की एक श्रृंखला के माध्यम से नीचे प्रवाह और बिजली के पंपों के माध्यम से शीर्ष संयंत्र के लिए वापस पुनर्नवीनीकरण की अनुमति दी जाती है । स्क्रीनिंग की यह विधि दाता संयंत्र से एलोकेमिकल्स के लिए किसी भी संसाधन प्रतियोगिता के बिना रिसीवर पौधों तक पहुंचने के लिए एक अवसर प्रदान करता है, इस प्रकार चयनित दाता संयंत्र की एलोपैथिक क्षमता के मात्रात्मक माप की अनुमति देता है । रिसीवर पौधों की ऊंचाई में कमी के माध्यम से एलोपैथिक क्षमता मापने योग्य है। इस विधि की प्रभावशीलता के लिए प्रारंभिक स्क्रीनिंग डेटा ने रिसीवर प्रजातियों, बार्नयार्डग्रास(ई क्रूस-गैली)में ऊंचाई में कमी का प्रदर्शन किया, और इस प्रकार दाता संयंत्र, खरपतवार चावल(ओरीज़ा सतीवा)से एलोपैथिक अवशेषों की उपस्थिति।

Introduction

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एलेलोपैथी एक प्राकृतिक और जटिल घटना है जो पिछले कुछ दशकों में कई संयंत्र वैज्ञानिकों का ध्यान केंद्रित रही है । फसलों में उपयोग के लिए एलोपैथी से संबंधित तंत्र 1 9 30 के दशक से बहुत शोध का विषय रहा है, जब मोलिच ने देखा कि एक पौधे का पर्यावरणमेंरासायनिक यौगिकों के उत्पादन और स्राव के माध्यम से पड़ोसी पौधे पर प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष प्रभाव पड़ता है। एलेलोपैथी माध्यमिक मेटाबोलाइट्स का उत्पादन है जिसका कुछ पौधों की प्रजातियों के विकास और अंकुरण पर निरोधात्मक प्रभाव पड़ता है। जारी एलोपैथिक रासायनिक यौगिकदाता पौधों कोउनकेआस-पास के वातावरण में फाइटोटॉक्सिन जोड़कर प्रतिस्पर्धी लाभ प्रदान करने में मदद करते हैं । एलोपैथिक गतिविधि में कई कारक योगदान देते हैं। यह इसकी प्रभावशीलता में चयनात्मक है और किस्मों, पर्यावरणकी स्थिति, विकास चरण, तनाव, पर्यावरण और पोषक तत्वों की उपलब्धता3के बीच भिन्न होता है।

हाल के वर्षों में, एलेलोपैथी को अनुसंधान में निरंतर और बढ़ते खरपतवार नियंत्रण संकट के संभावित पूरक के रूप में उजागर किया गया है । बढ़ती वैश्विक आबादी के साथ, टिकाऊ खाद्य और फाइबर उत्पादन की मांग4बढ़ गई है । खरपतवार नियंत्रण कृषि विज्ञानियों5,6के उत्पादन के लिए सबसे बड़ा खतरों में से एक है । पारंपरिक खरपतवार नियंत्रण विधियां यांत्रिक, रासायनिक और सांस्कृतिक प्रथाओं पर ध्यान केंद्रित करती हैं। प्रभावी, उपयोगी और कुशल रहते हुए शाकनाशी के निरंतर उपयोग ने प्रतिरोधी खरपतवार आबादी के विकास को चिंताजनक रूप से तेजगतिसे बढ़ावा दिया है। जेनेटिक इंजीनियरिंग और प्रजनन पद्धतियों का प्रभावी ढंग से उपयोग किया गया है ताकि फसलों को खरपतवारों पर प्रतिस्पर्धी लाभ दिया जा सके ताकि उन्हें रासायनिक अनुप्रयोगों का सामना करने के लिए डिजाइन किया जा सके कि उनके पड़ोसी7,8जीवित नहीं रह सकते हैं । हालांकि प्रभावी, इन प्रौद्योगिकियों हमेशा टिकाऊ नहीं है और कई बारचिंताओं कोमात 9 मुद्रा । यदि खाद्य उत्पादन बढ़ाने का लक्ष्य10को पूरा करना है तो पूरक खरपतवार प्रबंधन पद्धतियों को शुरू करने की आवश्यकता है । एलेलोपैथी फसलों की गुणवत्ता में सुधार करने और अपने प्रतिस्पर्धियोंको 1,7से आगे निकलने के लिए एक नए रक्षा उपकरण के रूप में उत्कृष्ट वादा दिखाता है ।

एलेलोकेमिकल्स अक्सर माध्यमिक उत्पाद होते हैं, और क्योंकि उनका उत्पादन पर्यावरणीय कारकों से अत्यधिक प्रभावित होता है, पौधे के दमन से जुड़े विशिष्ट यौगिकों को3की पहचान करना मुश्किल हो सकता है। उत्पादन कारकों में आनुवंशिकी और द्वितीयक मेटाबोलाइट्स की संयुक्त कार्रवाई शामिल है जो सहक्रियात्मक रूप से11,12पर कार्य कर सकती है । यह प्रतियोगिता है कि स्वाभाविक रूप से फसल खरपतवार बातचीत के भीतर मौजूद है से एलर्जी गतिविधि अलग चुनौतीपूर्ण है, और इस के कारण, जब allelopathy के लिए स्क्रीनिंग वहां परिणामों का एक मानक सेट है कि वैध और दोहराने योग्य के रूप में परख अर्हता प्राप्त होना चाहिए । नीचे मानदंडों का एक सेट है जो ओलोफोडोटर एट अल द्वारा उल्लिखित एलेलोपैथी के निष्कर्षों को उत्तीर्ण करता है।12 1) एक पौधे को एक पैटर्न में दूसरे पौधे के दमन को प्रदर्शित करना चाहिए; 2) जैव सक्रिय मात्रा में पर्यावरण में जारी किए जाने वाले रसायनों को दाता संयंत्र द्वारा उत्पादित किया जाना चाहिए; 3) उत्पादित रसायनों रिसीवर संयंत्र के लिए परिवहन योग्य होना चाहिए; 4) तेज के कुछ तंत्र रिसीवर संयंत्र में मौजूद होना चाहिए; 6) मनाया अवरोध के पैटर्न कोई अन्य विशेष विवरण होना चाहिए (जैसे, संसाधनों के लिए प्रतिस्पर्धा)12.

एलोपैथी और विविधता विकास का समर्थन करने वाले तंत्रों के ज्ञान की कमी के बीच बाधा को दूर करने के प्रयास में, एलोपैथिक किस्मों से जुड़े फेनोटाइपिक लक्षणों की पहचान की जा सकती है और आगे अनुसंधान और उपयोग के लिए चुना जा सकता है। एएलओलोपैथिक गुणों के लिए जाने जाने वाले कुछ पौधे राई, ज्वार, चावल, सूरजमुखी, रेपसीड और गेहूं13हैं। फसलों में एलोपैथी की प्रारंभिक टिप्पणियों के दौरान, क्षेत्र प्रयोगों में खरपतवार वृद्धि की विशिष्ट सीमाओं के कारण, यह प्रस्ताव किया गया था कि रसायनों कोसंसाधनों केलिए प्रतिस्पर्धा के बजाय शामिल किया गया 14 । हालांकि, अधिकांश अध्ययन क्षेत्र प्रयोग थे जिन्होंने प्रतिस्पर्धा को14कारक के रूप में समाप्त करना असंभव बना दिया। प्रतिस्पर्धा उन्मूलन के प्रयासों ने चावल और अन्य फसलों में एलोपैथिक गतिविधि को साबित करने और निर्धारित करने के प्रयासों में प्रयोगशाला और ग्रीनहाउस प्रयोगों को रास्ता दिया । एलोपैथी के लिए पौधों को स्क्रीन करने के लिए फील्ड और ग्रीनहाउस विधियां दर्शाती हैं कि11,15दोनों बढ़ती परिस्थितियों में एलोपैथिक प्रवृत्तियां मौजूद हैं । कुछ आलोचकों का मानना है कि प्रयोगशाला स्क्रीनिंग केवल प्राकृतिक परिस्थितियों की कमी के कारण सीमित मूल्य पकड़ सकता है, जो15परिणामों को प्रभावित कर सकता है ।

पौधों में एलोपैथिक क्षमता की स्क्रीनिंग के लिए प्रस्तावित विधि पर्याप्त संसाधन और स्थान प्रदान करती है और सीढ़ी-चरण संरचना11,17के उपयोग के साथ संसाधन प्रतिस्पर्धा समाप्त करती है । इस विधि को टर्फग्रास और जौ17,18में एलोपैथी की खोज करने वाले पिछले प्रयोगों से अनुकूलित और संशोधित किया गया था । इन अध्ययनों में पाया गया कि इसी तरह की एक प्रणाली किसी भी संदेह को दूर करते हुए लक्ष्य संयंत्र की एलोपैथिक क्षमता पर सटीक परिणाम देने में सक्षम थी कि टिप्पणियों को प्राकृतिक प्रतिस्पर्धा के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है । सीढ़ी कदम विधि एक संचार प्रणाली है जहां एक जलाशय से एक पोषक तत्व समाधान प्रत्येक संयंत्र के माध्यम से कुछ कदम के माध्यम से एक ऊष्मायन ट्रे के लिए चक्र कर सकते है बनाता है । एक इलेक्ट्रिक पंप तब18उत्पादित किसी भी एलोकेमिकल्स के साथ समाधान को पुनर्चक्रित करता है। इस तरह के रूप में एक विधि दोनों समय, अंतरिक्ष, और संसाधनों में कुशल है । यह पौधों के लिए समान क्षेत्र की स्थिति भी प्रदान करता है और किसी भी संसाधन प्रतियोगिता को समाप्त करता है। स्क्रीनिंग के लिए उपयोग किए जाने वाले तरीकों और उपकरणों को वांछित अध्ययन लक्ष्यों, स्थितियों और विशिष्ट प्रजातियों को फिट करने के लिए आसानी से हेरफेर किया जाता है। इस अध्ययन का उद्देश्य सीढ़ी कदम विधि के उपयोग के साथ बार्नयार्डग्रास पर ऊंचाई दमन माप के माध्यम से खरपतवार चावल एलेलोपैथी की पुष्टि करना है।

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Protocol

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1. स्टैंड निर्माण

नोट: लकड़ी के लिए माप मोटाई (सेमी) एक्स चौड़ाई (सेमी) एक्स लंबाई (एम) के रूप में सूचीबद्ध हैं।

  1. उपयुक्त आकार और मात्रा में लकड़ी काटें इस प्रकार: पांच 10.16 सेमी x 5.08 सेमी x 0.91 मीटर लकड़ी के टुकड़े, तीन 10.16 सेमी x 5.08 सेमी x 0.76 मीटर लकड़ी के टुकड़े, तीन 10.16 सेमी x 5.08 सेमी x 0.61 मीटर लकड़ी के टुकड़े, पांच 10.16 सेमी x 5.08 सेमी x 0.46 मीटर , तीन 10.16 सेमी x 5.08 सेमी x 0.3 मीटर लकड़ी के टुकड़े, और तीन 10.16 सेमी x 5.08 सेमी x 0.15 मीटर लकड़ी के टुकड़े।
  2. सबसे ऊंचे स्तर के लिए, किनारे पर प्रत्येक छोर पर दो 0.91 मीटर टुकड़ों में एक 2.44 मीटर बोर्ड खड़े हो जाओ और 0.91 टुकड़ों में से प्रत्येक में खड़ी दो शिकंजा ड्रिल। पेंच समर्थन के लिए प्रत्येक छोर से एक और 0.91 मीटर टुकड़ा 1.22 मीटर, और 0.91 मीटर खड़ा है और समर्थन के लिए जगह में पेंच के पीछे एक 2.44 मीटर बोर्ड जगह है।
    नोट: आठ 3.175 सेमी x 15.24 सेमी x 2.44 मीटर के रूप में रखा जाता है और प्रत्येक बेंच स्तर के लिए बेंचटॉप के रूप में सेवा करने के लिए अनकट।
  3. 0.76 मीटर टुकड़ों के साथ अगले बेंच स्तर के लिए चरण 1.2 दोहराएं।
  4. 0.61 मीटर टुकड़ों के साथ अगली बेंच के लिए चरण 1.2 दोहराएं 0.15 मीटर पर छठी बेंच के लिए नीचे।
    नोट: बेंच 3-6 के लिए कोई समर्थन 2.44 मीटर बोर्ड की जरूरत नहीं है। अंतिम स्टैंड में तीन ऊर्ध्वाधर समर्थन के साथ छह बेंच हैं, प्रत्येक छोर पर एक और बीच में एक ।
  5. इसके ऊपर बेंच को छूने वाली पीठ का सामना कर रहे ओवरहैंगिंग लिप के साथ ऊंचाई क्रम में लाइन बेंच, स्तरों के बीच एक अंतर के लिए अनुमति देता है।
  6. जमीन के साथ बेंच के नीचे किनारों में से प्रत्येक पर एक 0.91 सेमी बोर्ड लाइन और जगह में बेंच पेंच।
  7. जमीन से 0.61 मीटर की संरचना के प्रत्येक तरफ सबसे ऊंची तीन बेंचों पर समर्थन के लिए क्षैतिज रूप से 0.46 मीटर बोर्ड पेंच करें।
  8. पेंच तीन कोने सामने का सामना करना पड़ समाप्त होता है और सबसे ऊंची बेंच के केंद्र पर ब्रेसिज़ ।
  9. बेंच के आधार से 2.54 सेमी ब्रेसिज़ भर में 2.54 सेमी x 5.08 सेमी x 20.32 सेमी लकड़ी का टुकड़ा पेंच।
    नोट: 2.44 मीटर संरचना द्वारा 0.91 मीटर से 0.91 मीटर बनाओ। अंतिम आधार उत्पाद के लिए चित्रा 1 को देखें। आयाम प्रयोगात्मक जरूरतों के साथ परिवर्तन के अधीन हैं । वर्णित संरचना 15.24 सेमी बर्तन फिट करने के लिए डिज़ाइन किया गया था। बेंच के बीच की ऊंचाइयों को गुरुत्वाकर्षण द्वारा बेंच के नीचे एक बर्तन से दूसरे बर्तन में एलीलोकेमिकल्स और समाधान के स्थिर प्रवाह को बनाए रखने के लिए इस प्रयोग में उपयोग किए जाने वाले बर्तनों और पौधों की सामग्री को फिट करने के लिए डिज़ाइन किया गया था।

Figure 1
चित्रा 1: लकड़ी के आधार स्टैंड के सामने देखें। एक लकड़ी का आधार पौधे के नमूनों के लिए स्टैंड के रूप में कार्य करता है। प्रयोग के लिए आवश्यक नमूनों की संख्या के आधार पर सिस्टम के लिए सामग्री को इकट्ठा और जोड़ा जाना है। इस अध्ययन में, दो स्टैंड 31 नमूनों के लिए एक आधार के रूप में कार्य किया । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

2. सिस्टम असेंबली

  1. 1 एल सोडा की बोतल से कैप निकालें और ब्लैक पेंट के साथ पेंट स्प्रे करें।
    नोट: सोडा की बोतलें एक कॉलम के लिए सिस्टम के शीर्ष पर एक जलाशय के रूप में काम करेंगी। पेंट प्रकाश, कम करने या शैवाल विकास को रोकने के लिए एक ब्लॉक प्रदान करता है।
  2. प्रत्येक सोडा बोतल के तल पर, एक छोटे छेद ड्रिल, बस काफी बड़ा एक 0.35 सेमी आंतरिक व्यास (आईडी), 0.64 सेमी बाहरी व्यास (ओडी), 5.08 सेमी लंबी प्लास्टिक पीवीसी ट्यूब एंबेड करने के लिए।
  3. किसी भी लीक को रोकने के लिए प्रविष्टि के बाद छेद के किनारे के चारों ओर सिलिकॉन वाटरप्रूफ सीलेंट की एक परत धब्बा। इसे पूरी तरह से सूखने दें।
  4. बर्तन पकड़ने के लिए उपयोग किए जाने वाले प्लास्टिक व्यंजनों में से प्रत्येक पर चरण 2.2 और 2.3 दोहराएं।
    नोट: एक कॉलम के लिए चार व्यंजनों की आवश्यकता होगी।
  5. ढक्कन निकालें और काले रंग के साथ 2.27 एल प्लास्टिक कनस्तरों के बाहर पेंट स्प्रे करें। ये कनस्तर प्रत्येक कॉलम के आधार पर संग्रह टैंक के रूप में काम करेंगे।
  6. कनस्तर के ऊपरी पीठ में एक छोटा सा छेद ड्रिल करें।
    नोट: चरण 2.1-2.6 में सूचीबद्ध आपूर्ति एक कॉलम बनाती है। कॉलम की संख्या वांछित प्रयोग के लिए आवश्यक नमूनों की संख्या के अधीन है। एक नमूने के लिए दो कॉलम की आवश्यकता होती है। सभी आयाम प्रयोगात्मक जरूरतों के आधार पर परिवर्तन के अधीन हैं।
  7. सप्लाई तैयार होने और सूखने के बाद सोडा की बोतल को सबसे ऊंची बेंच पर रखें ताकि सीढ़ियों का सामना कर रहे रिम के ऊपर पीवीसी ट्यूब लटक े।
  8. बस अगली बेंच पर सोडा की बोतल के नीचे, बेंच के रिम पर लटक अपनी ट्यूब के साथ एक प्लास्टिक पकवान जगह है ।
  9. अगले दो बेंचों के लिए चरण 2.8 दोहराएं।
  10. पीठ का सामना करना पड़ छेद के साथ नीचे बेंच पर कनस्तर रखें।
  11. कनस्तर के पीछे छेद के माध्यम से पकवान से ट्यूब स्ट्रिंग द्वारा इसके ऊपर पकवान के साथ कनस्तर कनेक्ट ।
  12. कनस्तर के किनारे के आसपास धब्बा वाटरप्रूफ सीलेंट जहां ट्यूब लीक को रोकने के लिए के माध्यम से चलाता है ।
  13. नीचे कनस्तर के अंदर एक 21 डब्ल्यू १,००० एल/घंटा पनडुब्बी इलेक्ट्रिक पंप रखें ।
  14. इलेक्ट्रिक पंप के नोजल से 1.07 मीटर लंबी, 1.27 सेमी आईडी, 1.59 सेमी ओडी पीवीसी ट्यूब कनेक्ट करें।
  15. बेंच के बीच अंतर के माध्यम से ट्यूब स्ट्रिंग और सिस्टम के शीर्ष पर सोडा बोतल के पीछे।
  16. पंप को डिजिटल टाइमर में प्लग करें और जरूरत के अनुसार टाइमर सेटिंग सेट करें।
    नोट: टाइमर पूरे प्रयोग में हर 3 घंटे 1 मिन के लिए चलाने के लिए सेट किया गया था । संग्रह टैंक में तरल की अधिकतम मात्रा के लिए अनुमति दी गई चयनित समय साइकिल और प्रवाह के लगभग 10 मिन के लिए अनुमति दी जाती है हर बार पंप को बाढ़ और स्पिलओवर से बचने के दौरान चालू किया जाता था।

3. रोपण

  1. 30 एस के लिए 70% इथेनॉल में रिंसिंग द्वारा आवश्यक सभी चावल के बीजों को स्टरलाइज करें, 20 मिनट के लिए 5% ब्लीच में भिगोने, और आसुत पानी के साथ 6x को rinsing।
  2. पेट्री व्यंजनों में बंध्याकृत चावल के बीजों को 25 डिग्री सेल्सियस पर स्थापित विकास कक्ष में 5 मिलीएल आसुत पानी से भरे फिल्टर पेपर से भरा किया गया प्रीजर्मिनेट करें ।
  3. बीज अंकुरित होने के बाद, प्रत्येक बर्तन के नीचे दो बड़े कॉफी फिल्टर के साथ उन्हें अपने प्राकृतिक कप के रूप में बर्तन के अंदर रखकर लाइन करें।
  4. प्रत्येक बर्तन को फ़िल्टर (लगभग 75% बर्तन) के शीर्ष पर भरें, जिसमें स्वचालित, धोया गया और विशेष रूप से वर्गीकृत क्वार्ट्ज रेत की जांच की गई। रेत के शीर्ष पर पानी डालने का कार्य करके या आसुत पानी के साथ बस थोड़ा भरा ट्रे में बर्तन रखकर आसुत पानी के साथ रेत गीला करने के लिए बर्तन पानी सोख और नम रहने की अनुमति । रेत में छह प्रीजर्मिरेंट दाता पौधरोपण प्रत्यारोपण, समान रूप से दूरी ।
  5. रोपण को रेत से ढक कर दें।
  6. रोपण 3 सप्ताह के लिए स्थापित होने दें।
    नोट: रेत बहुत जल्दी सूख जाती है। इसलिए, ट्रे में बर्तन रखना एक कुशल पानी तकनीक है। लगातार पानी बदलने से मोल्ड को रोकने में मदद मिलेगी।
  7. पेट्री व्यंजनों में रिसीवर प्लांट रोपण(ई. क्रूस-गैली)को फिल्टर पेपर के साथ डिश के नीचे और आसुत पानी के 5 मिलील के साथ-साथ 3 सप्ताह बाद प्रीजर्मिनेट करें। व्यंजनों को 3-5 दिनों के लिए 25 डिग्री सेल्सियस पर ग्रोथ चैंबर में रखें।
  8. चरण 3.1-3.2 में वर्णित बर्तन तैयार करें।
  9. रोपण अंकुरित होने के बाद, तैयार बर्तनों में तीन रोपण प्रत्यारोपण करें और रेत के साथ कवर करें।
    नोट: प्रयोग उपचार (DAT) के बाद एक दिन शुरू होता है, या दिन है कि रिसीवर संयंत्र रोपण उभरने और प्रत्यारोपित और प्रणाली में रखा जाता है ।

4. नमूना प्लेसमेंट

  1. कॉलम 1, प्रति पंक्ति एक बर्तन के चार व्यंजनों में दाता पौधों के एक राज्यारोहण के चार बर्तन रखें । कॉलम 1 में केवल दाता पौधे होते हैं।
  2. कॉलम की पहली और तीसरी पंक्ति पर कॉलम 2 के व्यंजनों में दाता पौधों के एक ही राज्यारोहण के दो बर्तन रखें।
  3. कॉलम में दूसरी और चौथी पंक्ति पर कॉलम 2 के व्यंजनों में रिसीवर पौधों के दो बर्तन रखें।
  4. प्रत्येक प्रतिकृति के लिए, सुनिश्चित करें कि रिसीवर पौधों की केवल एक पंक्ति जोड़ी जाए। दो कॉलम, पहले दाता पौधों से मिलकर केवल और दूसरा बारी दाताओं और रिसीवर, एक उपचार(चित्रा 2)बनाते हैं ।

Figure 2
चित्रा 2: प्लेसमेंट नक्शा। आरेख सीढ़ी-चरण प्रणाली में संबंधित पदों में दाता (WR/R) और रिसीवर संयंत्रों (BYG) के प्लेसमेंट का चित्रण । जगह में पौधों के साथ सीढ़ी कदम प्रणाली के दो स्तंभों में एक उपचार शामिल है । रिसीवर पौधों का एक कॉलम एक प्रतिकृति (अभी तक सही), प्रत्येक परिग्रहण (केंद्र) के लिए एक नियंत्रण के रूप में दाता पौधों का एक स्तंभ के लिए एक नियंत्रण के रूप में कार्य किया, और उपचार कॉलम में बारी दाता और रिसीवर पौधों (अभी तक बाएं) शामिल थे। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

  1. प्रत्येक उपचार या दाता संयंत्र परिग्रहण(चित्रा 3)के लिए चरण 4.1-4.4 दोहराएं।
    नोट: प्रत्येक प्रतिकृति रिसीवर संयंत्र के नमूनों के एक कॉलम की आवश्यकता के लिए एक प्रतिकृति के लिए एक नियंत्रण के रूप में सेवा करते हैं । उपचार एक यादृच्छिक पूर्ण ब्लॉक डिजाइन में 3x दोहराया गया ।

Figure 3
चित्रा 3: अंतिम सीढ़ी कदम संरचना । सीढ़ी-कदम प्रणाली जगह में पौधों के साथ इकट्ठे हुए । प्रणाली संयंत्र के नमूनों की चार पंक्तियों और शीर्ष बोतल के लिए चक्र के समाधान के लिए नीचे एक संग्रह टैंक और प्रत्येक संबंधित बर्तन के माध्यम से गुरुत्वाकर्षण द्वारा नीचे निहित । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

5. ऑपरेशन

  1. DAT 1 पर, आसुत पानी में आधा ताकत Hoagland समाधान17 के साथ प्रत्येक स्तंभ के तल पर संग्रह टैंक भरें, लगभग १,५०० मिलीएल ।
  2. ऑटो ऑफ सेटिंग में वांछित के रूप में चलाने के लिए टाइमर सेट करें।
  3. प्रकाश जोखिम और वाष्पीकरण को सीमित करने के लिए काले प्लास्टिक के साथ संग्रह टैंकों को कवर करें।
  4. सिस्टम को लगातार बहने के लिए होगलैंड के समाधान के 500 मीटर के साथ हर 2 दिन में टैंक भरें।
  5. दिन के दौरान 28 डिग्री सेल्सियस और रात में 24 डिग्री सेल्सियस पर ग्रीनहाउस तापमान क्रमशः 16/8 एच विभाजन और आर्द्रता 53% पर बनाए रखें।

6. डेटा संग्रह

  1. प्रत्येक पौधे के आधार पर एक शासक रखकर और सबसे ऊंची पत्ती स्टैंड को देखकर डैट 21 तक हर सप्ताह एक बार डैट-स्टेप सिस्टम में प्रत्येक पौधे की ऊंचाइयों को मापें और रिकॉर्ड करें।
  2. क्लोरोफिल सामग्री मीटर का उपयोग करके डैट 7 और 14 पर प्रत्येक पौधे के क्लोरोफिल स्तर को मापें और रिकॉर्ड करें।
  3. प्रयोग के अंतिम दिन (यानी, डैट 21) प्रत्येक बर्तन के लिए एक पेपर बैग लेबल।
  4. बेस पर पौधों के नमूने काटें और अलग बैग में रखें।
  5. सभी नमूनों को ओवन ड्रायर में 48 घंटे16के लिए 60 डिग्री सेल्सियस पर सेट रखें ।
  6. सूखे नमूनों और खाली सामग्री को व्यक्तिगत रूप से एक पैमाने पर निकालें और ग्राम में वजन रिकॉर्ड करें।

7. डेटा विश्लेषण

  1. इस समीकरण का उपयोग कर रिसीवर संयंत्र के प्रतिशत अवरोध के आधार पर दाता पौधों की एलोपैथिक क्षमता की गणना करें:
    ऊंचाई में कमी (%) = [नियंत्रण की ऊंचाई (सेमी) - इलाज की ऊंचाई (सेमी)] × 100
  2. किसी भी रिवर्स प्रभाव रिसीवर संयंत्र लक्ष्य पौधों पर हो सकता है के लिए एक जांच के रूप में दाता संयंत्र ऊंचाई में कमी की गणना करें ।
  3. प्रतिकृति और रन के दौरान निश्चित प्रभाव के रूप में accessions का विश्लेषण यादृच्छिक प्रभाव18हैं ।
  4. एक सांख्यिकीय सॉफ्टवेयर (जैसे, जेएमपी 14) में फिशर के संरक्षित कम से कम महत्वपूर्ण अंतर का उपयोग करके अलग किए गए मतलब मूल्यों के साथ एक सामान्य रैखिक मॉडल का उपयोग करके डेटा का विश्लेषण करें।
  5. डेटा अपलोड करके सिद्धांत घटक विश्लेषण का उपयोग करके मूल चरों के बीच सहसंबंध की कल्पना करें।
    1. टूलबार में एनालाइजिंग टैब का चयन करें, एक्स द्वारा फिट वाईका चयन करें। कॉलम के तहत, प्रतिक्रिया (यानी, प्रतिशत ऊंचाई में कमी) हाइलाइट करें, फिर वाई पर क्लिक करें, वाई के लिए देखे जा रहे कारक को निर्दिष्ट करने के लिए प्रतिक्रिया, (यानी, प्रतिशत ऊंचाई में कमी)। एक्स फैक्टर के लिए, हाईलाइट परिग्रहण और एक्स, फैक्टरक्लिक करें, फिर ओकेका चयन करें।
    2. वनवे एनालिसिस बार पर लाल नीचे तीर का चयन करें, का मतलब का चयन करें/ फिर से Oneway विश्लेषण बार पर नीचे तीर का चयन करें और हाइलाइट तुलना का मतलब है तो प्रत्येक जोड़ी, छात्र टी काचयन करें ।

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Representative Results

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इस विधि का उपयोग कर दो प्रारंभिक स्क्रीनिंग नौ खरपतवार चावल परिग्रहण (B2, S33, B83, S97, S94, B81, B8, B34, B14) और पांच खेती चावल लाइनों (PI338046, रेक्स, Rondo, PI312777, CL163) पर प्रदर्शन किया गया । खरपतवार चावल परिग्रहण और चावल लाइनों को श्रेष्ठ (2018)18द्वारा आयोजित पिछले एलोपैथिक स्क्रीनिंग में उनके प्रदर्शन के आधार पर चुना गया था। खरपतवार चावल के बीज अरकंसास राज्य भर से एकत्र किए गए थे । चयनित चावल लाइनें आमतौर पर अमेरिका में उगाई जाने वाली रेखाएं हैं, कुछ एलोपैथिक गतिविधि (उदाहरण के लिए, रोंडो PI312777) व्यक्त करने के लिए जानी जाती हैं और इस अध्ययन18में नियंत्रण के रूप में उपयोग की जाती हैं। प्रारंभिक डेटा बार्नयार्डग्रास(ई क्रूज़-गैली)के खिलाफ एलोपैथिक क्षमता का मूल्यांकन करने के साधन के रूप में सीढ़ी-कदम विधि की क्षमता प्रदर्शित करता है। चावल की जड़ों के माध्यम से उत्सर्जित एलोपैथिक अवशेषों द्वारा बार्नयार्डग्रास पौधों की ऊंचाई काफी कम हो गई थी। खरपतवार चावल और बार्नयार्डग्रास के बीच संसाधनों के लिए प्रतिस्पर्धा समाप्त हो गई थी, और सभी पौधों को समान परिस्थितियों में उगाया गया था । परिणामों ने दिखाया कि बार्नयार्डग्रास के खिलाफ एलोपैथिक गतिविधि खरपतवार चावल और चावल की खेती के बीच भिन्न थी।

DAT 14 में दर्ज ऊंचाई माप barnyardgrass ऊंचाई में कमी प्रतिशत की गणना करने के लिए इस्तेमाल किया गया । के रूप में चित्रा 4में प्रस्तुत किया, ऊंचाई में कमी एक परिग्रहण, B81, बाहर खड़े के साथ कुछ दाता चावल परिग्रहण में 30% तक था । पांच खरपतवार चावल परिग्रहण Rondo, एलोपैथिक चावल मानक की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण बार्नयार्डग्रास ऊंचाई में कमी प्रदर्शित की । खरपतवार चावल परिग्रहण B8, S33, B14, B97 ने बार्नयार्डग्रास ऊंचाई को 25-30% तक कम कर दिया। खरपतवार चावल परिग्रहण B81 ने 74% तक सबसे अधिक बार्नयार्डग्रास ऊंचाई में कमी का प्रदर्शन किया, जो मानक एलोपैथिक चावल, रोंडो जितना लगभग 3x था।

Figure 4
चित्रा 4: रिसीवर संयंत्र ऊंचाई में कमी डेटा। एक्स-एक्सिस के साथ ओ सतीवा के 15 दाता संयंत्र परिग्रहण से एलोपैथिक अवशेषों के साथ इलाज करते समय आरोही क्रम में प्रदर्शित रिसीवरपौधों (ई क्रूज़-गैली)की ऊंचाई में कमी प्रतिशत। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

खरपतवार और खेती चावल परिग्रहण की ऊंचाई में कमी भी यह निर्धारित करने के लिए दर्ज की गई थी कि बार्नयार्डग्रास में कोई एलोपैथिक गतिविधि थी या नहीं। DAT 14 में एकत्र आंकड़ों से, इलाज कॉलम में बार्नयार्डग्रास एलेलोकेमिकल्स के कारण खरपतवार चावल या चावल की कोई महत्वपूर्ण पता लगाने योग्य ऊंचाई में कमी नहीं थी ।

DAT 21 में एकत्र आंकड़ों से बायोमास कमी प्रतिशत 0-86% से बार्नयार्डग्रास बायोमास कटौती प्रतिशत में एक सीमा प्रदर्शित की । खरपतवार चावल परिग्रहण में सबसे अधिक (S33, B97, B14, B8, B81), S33 ने 60%(चित्रा 5)पर रोंडो की तुलना में बार्नायार्डग्रास बायोमास को लगभग 84% कम कर दिया।

Figure 5
चित्रा 5: रिसीवर संयंत्र बायोमास कमी डेटा। एक्स-एक्सिस के साथ ओ सतीवा के 15 दाता संयंत्र परिग्रहण से एलोपैथिक अवशेषों के साथ इलाज करते समय आरोही क्रम में प्रदर्शित रिसीवरपौधों (ई क्रूज़-गैली)के बायोमास कटौती प्रतिशत। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

सभी पौधों के नमूनों का क्लोरोफिल स्तर डैट 7 और 14 में दर्ज किया गया । बर्नयार्डग्रास नमूनों में क्लोरोफिल कमी चावल की जड़ लीचट्स के संपर्क में आने पर 1-14% से लेकर हुई। गैर-एलोपैथिक और एलोपैथिक चावल के बीच क्लोरोफिल कटौती के स्तर के बीच भिन्नता थी। एलोपैथिक खरपतवार चावल परिग्रहण में से, बी 8 और S33 ने सबसे कम क्लोरोफिल कमी (10% से कम) दिखाई । चावल के प्रवेश में क्लोरोफिल का स्तर गैर-एलोपैथिक और एलोपैथिक परिग्रहण के बीच स्तरों में भिन्नता के साथ 0-30% के बीच था।

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Discussion

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एलोपैथी का शोषण संभवतः खरपतवारों के लिए जैविक नियंत्रण के रूप में काम कर सकता है जिनका प्रबंधन1,7,13करना मुश्किल है । एलेलोपैथी ने चावल में खरपतवार संकट के संभावित समाधान के रूप में काफी संभावनाएं दिखाई हैं और रसायनों और मैनुअल खरपतवार नियंत्रण प्रथाओं5,13,19के लिए एक वैकल्पिक या पूरक के रूप में कार्य करती है । एलोपैथिक किस्मों या फसल प्रजातियों के परिग्रहण की पहचान खरपतवार प्रबंधन रणनीतियों में इस तकनीक को शामिल करने की दिशा में पहला कदम है । जैसा कि इस अध्ययन में दिखाया गया है, खरपतवार चावल और चावल(ओ सतीवा) के कुछ परिग्रहण बार्नयार्डग्रास(ई क्रूस-गैली)के अधिक दमन का प्रदर्शन करते हैं। इस अध्ययन में सबसे अच्छा प्रदर्शन करने वाले परिग्रहण एलेलोपैथी आनुवंशिकी और कार्रवाई के तंत्र पर आगे के शोध के लिए उम्मीदवार हैं।

सीढ़ी कदम विधि चावल एलोपैथिक क्षमता निर्धारित करने के लिए एक उपयोगी स्क्रीनिंग तकनीक साबित हुई । विधियां किसी एक दाता या प्राप्तकर्ता संयंत्र तक ही सीमित नहीं हैं। विभिन्न पौधों की एक किस्म एक साथ जांच की जा सकती है, और लक्ष्य और प्राप्तकर्ता आसानी से सटीक परिणामके लिए विमर्श किया जा सकता है । एएललोपैथिक यौगिकों के प्रति संवेदनशीलता प्रजातियों के बीच भिन्न होती है1. यह विधि रिसीवर संयंत्र की संवेदनशीलता की स्क्रीनिंग प्रदान कर सकती है और साथ ही दाता संयंत्र की एलोपैथिक क्षमता निर्धारित करती है।

यह सुझाव दिया गया कि क्षेत्र की स्थिति12की नकल करने वाले प्रयोगों पर और अधिक प्रयास किए जाने की आवश्यकता है । कई कारक एलोपैथिक गतिविधि में योगदान देते हैं, जैसे पर्यावरण और आनुवंशिक पृष्ठभूमि11,12। ग्रीनहाउस स्क्रीनिंग नियंत्रित वातावरण में एक क्षेत्र सेटिंग बना सकती है। आगर जैसे कृत्रिम मीडिया के विपरीत मिट्टी पसंदीदा विकास माध्यम है। इस प्रयोग में रेत एक माध्यम है कि उपलब्ध पोषक तत्वों को बदलने के लिए नहीं दिया प्रदान की, समाधान बर्तन से बर्तन के लिए सफाई से प्रवाह करने की अनुमति दी, और सीमित माइक्रोबियल गतिविधि है कि परिणामों को प्रभावित कर सकता है । इसके अतिरिक्त, तापमान वांछित प्रजातियों के लिए आदर्श परिस्थितियों में सेट किया जा सकता है। सीढ़ी-कदम विधि पौधों की प्रजातियों की एलोपैथिक गतिविधि की पहचान करने और मापने का एक सटीक तरीका प्रदान करती है।

सीढ़ी कदम विधि की एक खामी यह है कि प्रकृति में अंतर और दो पौधों की प्रजातियों द्वारा उत्पादित allelochemicals की मात्रा परिणाम है कि पोषक तत्वों के तनाव के रूप में दिखाई देते है पेश कर सकते हैं । पर्याप्त स्थितियां सुनिश्चित करने के लिए पोषक तत्वों के एडिटिव्स का उपयोग आवश्यक है। प्रजातियां विभिन्न खनिजों के प्रति उनकी प्रतिक्रियाओं में भिन्न होती हैं, और खरपतवार प्रजातियां20प्रदान किए गए पोषक तत्वों के लिए फसल की तुलना में बेहतर प्रतिक्रिया दे सकती हैं। यदि20पोषक तत्वों की उपस्थिति में भी निरोधात्मक प्रभाव होते हैं तो एलेलोपैथी की पुष्टि की जाती है । इसके अलावा, सीढ़ी-चरण विधि तभी उपयोगी होती है जब प्रश्न में पौधों की प्रजातियां रूट स्राव16के माध्यम से एलोपैथिक रूप से सक्रिय होती हैं। कुछ प्रजातियों में सक्रिय रूट एलोपैथिक उत्पादन नहीं होता है, क्योंकि एलोकेमिकल्स को गैस के रूप में भी स्रावित किया जा सकता है और ऊपर के जमीन वाले या मृत पौधे के हिस्सों या सूखे ऊतकों से लीकेट्स21,22,23। इस विधि के लिए सफलतापूर्वक एएललोपैथिक अवरोध प्रदर्शित करने के लिए, नमूना जांच रूट एलोपैथिक गतिविधि का प्रदर्शन करना चाहिए क्योंकि प्रणाली मिट्टी के माध्यम से लीच रसायनों को लक्षित करता है ।

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Disclosures

लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

इस परियोजना के लिए धन विशेष अनुसंधान पहल मिसिसिपी कृषि और वानिकी प्रयोग स्टेशन द्वारा प्रायोजित अनुदान द्वारा प्रदान की गई थी और काम है कि खाद्य और कृषि, अमेरिकी विभाग के राष्ट्रीय संस्थान द्वारा समर्थित है पर आधारित है कृषि, परिग्रहण संख्या 230060 के तहत हैच परियोजना।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
1.25 in by 6 in by 8 ft standard severe weather wood board Lowe's, Mooresville, NC 489248 N/A
2 in by 4 in by 8 ft white wood stud Lowe's, Mooresville, NC 6005 Cut into appropriate sizes
63 mm (2.5 in) corner braces Lowe's, Mooresville, NC 809449 N/A
Asporto 16 oz Round Black Plastic To Go Box - with Clear Lid, Microwavable – 6.25 in by 6.25 in by 1.75 in - 100 count box Restaurantware.com, Chicago, IL RWP0191B black
ATP vinyl-flex PVC food grade plastic tubing, clear, 0.125 in id by 0.25 in od, 100 ft Amazon, Seattle WA B00E6BCV0G N/A
Ccm-300 chlorophyll content meter Opti-Sciences, Inc. Hudson, NH ccm/300 N/A
Common 1 in by 2 in by 8 ft pine board Lowe's, Mooresville, NC 1408 N/A
Contractors choice contractor 24-pack 42-gallon black outdoor plastic construction trash bag Lowe's, Mooresville, NC 224272 Cut to cover collection tanks
EURO POTS Greenhouse Megastore, Danville, IL CN-EU 15 cm short black 6 in diameter 4.25 in height 1.37 qt volume
Fisher brand petri dish with clear lid Fisher Scientific, Waltham, MA FB0857513 N/A
Aexit Ac 220 V-240 V electrical equipment US plug 21 W 1,000 L/hr multipurpose submersible pump Amazon, Seattle WA B07MBMYQNT Nozzle size should fit tubes and can be repaced
Woods 50015 WD outdoor 7 day heavy-duty digital outlet timer Walmart, Bentonville, AR 565179767 20 settings
GE silicone 2+ 10.1 oz almond silicone caulk Lowe's, Mooresville, NC 48394 Sealant for edges of any attached tubing
Great Value Distilled Water Walmart, Bentonville, AR 565209428 N/A
Great Value White Basket coffee filters 200 count Walmart, Bentonville, AR 562723371 Size may vary
Grip-rite primgaurd plus #9-3 in pollimerdex screws Lowe's, Mooresville, NC 323974 N/A
Hoagland’s No. 2 basal salt mixture Caisson Laboratories, INC. Smithfield, UT HOP01/50LT ½ strength rate
JMP (14) SAS Institute Inc. North Carolina State University, NC N/A
Project source flat black spray paint Lowe's, Mooresville, NC 282254 N/A
Project source utility 1.88 in by 165 ft gray duct tape Lowe's, Mooresville, NC 488070 N/A
Rubbermaid 2 qt square food storage canister clear Walmart, Bentonville, AR 555115144 Collection tank discard lid
Sealproof unreinforced PVC clear vinyl tubing, food-grade .5 in id by .625 in od, 100 ft Amazon, Seattle WA B07D9CLGV3 Connects to pump
Short Mountain Silica 50 lb Play sand Lowe's, Mooresville, NC 10392 Sand should be purified
Steve Spangler's 1 L Soda Bottles - 6 Pack - For Science Experiment Use Amazon, Seattle WA UPC 192407667341 Top step tank discard lid

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References

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दोहराने योग्य सीढ़ी कदम परख खरपतवार चावल की एलोपैथिक क्षमता का उपयोग करने के लिए<em>(Oryza sativa</em> एसएसपी.)
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Schumaker, B. C., Stallworth, S., De Castro, E., Fuller, M. G., Shrestha, S., Tseng, T. M. Repeatable Stair-step Assay to Access the Allelopathic Potential of Weedy Rice (Oryza sativa ssp.). J. Vis. Exp. (155), e60764, doi:10.3791/60764 (2020).More

Schumaker, B. C., Stallworth, S., De Castro, E., Fuller, M. G., Shrestha, S., Tseng, T. M. Repeatable Stair-step Assay to Access the Allelopathic Potential of Weedy Rice (Oryza sativa ssp.). J. Vis. Exp. (155), e60764, doi:10.3791/60764 (2020).

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