Priming di Citrullus lanatus var. I semi di Colocynthoides nell’estratto di alghe marine hanno migliorato la germinazione dei semi, la crescita delle piante e le prestazioni in condizioni di salinità

Dec 20, 2023

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 11884 (2023) Citare questo articolo

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Citrullus lanatus var. Il Colocynthoide “Gurum” è una coltura non convenzionale che può essere utilizzata come nuova fonte di olio commestibile e ha la capacità di crescere in una varietà di condizioni difficili. Per mitigare gli effetti negativi della salinità sulla germinazione dei semi e sulle prestazioni delle piante di C. lanatus, i semi sono stati trattati con estratti acquosi dell'alga Ulva lactuca prima di piantare in condizioni di serra. L'estratto acquoso di U. lactuca all'8% p/v ha portato alla massima percentuale di germinazione dei semi e alla crescita delle piantine di C. lanatus. Inoltre, l’estratto di U. lactuca ha contrastato gli effetti negativi dello stress salino sulla pianta aumentando significativamente l’attività di SOD, CAT e POD. I componenti bioattivi di U. lactuca, ad esempio la glicina betaina e i composti fenolici, possono spiegare tale ruolo benefico dell'estratto di alghe su C. lanatus. Pertanto, il priming dei semi di C. lanatus nell'estratto di U. lactuca con varie concentrazioni di estratto di U. lactuca può essere impiegato come pratica efficace per il successo della germinazione dei semi, una migliore crescita delle piante e una maggiore resistenza al sale, probabilmente come risultato di una maggiore attività degli enzimi antiossidanti e pigmenti fotosintetici.

La salinità è uno dei problemi agricoli più diffusi in tutto il mondo che può limitare gravemente la produzione agricola1,2. Si stima che fino al 20% delle terre irrigate nel mondo siano colpite in diversa misura dalla salinità3, mentre il 2,1% delle terre aride soffre di stress salino e il problema si sta aggravando4. Lo stress da salinità riduce la crescita delle piante influenzando negativamente vari processi fisiologici e biochimici5. Lo stress da salinità diminuisce il tasso di fotosintesi con una significativa riduzione del contenuto di clorofilla che alla fine si traduce in una ridotta resa dei girasoli6. Uno dei cambiamenti fisiologici che si verificano quando le piante sono esposte a condizioni di stress è l'aumento della produzione di specie reattive dell'ossigeno (ROS)7. Un eccesso di ioni di sale può esercitare effetti pericolosi come tossicità ionica, stress osmotico e squilibrio nutrizionale8,9, che alla fine portano a una diminuzione della crescita e della resa10. Per far fronte allo stress da salinità, le piante sperimentano una maggiore attività degli enzimi antiossidanti11.

La germinazione dei semi è una fase critica dello sviluppo nel ciclo di vita delle piante12 ed è un importante fattore limitante per l'insediamento delle piante in condizioni di salinità13. Lo stress salino influisce sulla percentuale e sul tasso di germinazione, nonché sulla successiva crescita delle piantine in modi diversi a seconda della specie vegetale14. L'impatto dello stress derivante da più di un sale sulla germinazione dei semi è meno grave di quello derivante da un singolo sale15,16. Per superare l'impatto dello stress salino sulla crescita e sulle prestazioni delle piante, il priming dei semi può essere una tecnica efficiente ed economica durante la fase iniziale della vita delle piante17,18. Il priming dei semi è un processo in cui i semi vengono idratati in diverse soluzioni di composti naturali o sintetici17. Gli estratti di alghe hanno effetti priming che possono aumentare la germinazione dei semi e la crescita delle piante sotto l'impatto della salinità e di altri stress abiotici19,20.

Le alghe sono ricche di componenti biologicamente attivi, che hanno il potenziale per essere utilizzati come agenti per la pulizia del suolo, biofertilizzanti, promotori della crescita delle piante e possono aiutare nella pulizia del suolo e; concimazione e fitofarmaci da fattori di stress biotici e abiotici20,21,22. Grazie al loro abbondante contenuto di biostimolanti, le alghe sono state utilizzate per aumentare le prestazioni delle piante e la resistenza agli stress ambientali grazie all'abbondanza di sostanze chimiche biostimolanti, alle prestazioni delle piante e alla tolleranza agli stress ambientali23. I composti bioattivi derivati ​​dalle alghe marine sono stati recentemente utilizzati come biofertilizzanti per le colture per aumentare l’entità, la resa e la qualità delle colture agricole e orticole, riducendo al minimo l’impatto ambientale24. Gli estratti di alghe marine contengono una varietà di ormoni della crescita, polisaccaridi e macro e micronutrienti25. L'estratto dell'alga Ulva rigida ha migliorato la resistenza allo stress salino e protegge le piante dal danno ossidativo derivante dallo stress abiotico23,26.