Priming de Citrullus lanatus var. Sementes de Colocynthoides em extrato de algas marinhas melhoraram a germinação das sementes, o crescimento e o desempenho das plantas sob condições de salinidade

Dec 20, 2023

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 11884 (2023) Citar este artigo

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Citrullus lanatus var. Colocynthoide “Gurum” é uma cultura não convencional que pode ser utilizada como uma nova fonte de óleo comestível e tem a capacidade de crescer em uma variedade de condições adversas. Para mitigar os efeitos adversos da salinidade na germinação das sementes e no desempenho das plantas de C. lanatus, as sementes foram preparadas com extratos aquosos da alga marinha Ulva lactuca antes do plantio em casa de vegetação. O extrato aquoso de U. lactuca a 8% m/v proporcionou máxima porcentagem de germinação de sementes e crescimento de plântulas de C. lanatus. Além disso, o extrato de U. lactuca neutralizou os efeitos negativos do estresse salino na planta, aumentando significativamente a atividade de SOD, CAT e POD. Os componentes bioativos de U. lactuca, por exemplo, glicina betaína e compostos fenólicos, podem ser responsáveis ​​por esse papel benéfico do extrato de algas em C. lanatus. Assim, o condicionamento de sementes de C. lanatus no extrato de U. lactuca com várias concentrações de extrato de U. lactuca pode ser empregado como uma prática eficaz para a germinação bem-sucedida das sementes, melhor crescimento das plantas e maior resistência ao sal, provavelmente como resultado do aumento da atividade das enzimas antioxidantes. e pigmentos fotossintéticos.

A salinidade é um dos problemas agrícolas amplamente difundidos em todo o mundo que pode limitar severamente a produção agrícola1,2. Estima-se que até 20% das terras irrigadas em todo o mundo sejam afetadas em diferentes graus pela salinidade3, enquanto 2,1% das terras áridas sofrem de stress salino, e o problema é agravante4. O estresse salino diminui o crescimento das plantas, afetando negativamente vários processos fisiológicos e bioquímicos5. O estresse salino diminui a taxa de fotossíntese com uma redução significativa no teor de clorofila, o que eventualmente resultou na redução da produção de girassol6. Uma das alterações fisiológicas que ocorrem quando as plantas são expostas a condições de estresse é o aumento da produção de espécies reativas de oxigênio (ROS)7. O excesso de íons salinos pode exercer efeitos perigosos como toxicidade iônica, estresse osmótico e desequilíbrio nutricional8,9, que eventualmente levam à diminuição do crescimento e da produção10. Para lidar com o estresse salino, as plantas apresentam atividade aumentada de enzimas antioxidantes11.

A germinação das sementes é uma fase crítica de desenvolvimento no ciclo de vida das plantas12 e é um importante fator limitante para o estabelecimento de plantas em condições de salinidade13. O estresse salino afeta a porcentagem e a taxa de germinação, bem como o subsequente crescimento das mudas de diferentes maneiras, dependendo da espécie de planta14. O impacto do estresse decorrente de mais de um sal na germinação das sementes é menos severo do que aquele decorrente de um único sal15,16. Para superar o impacto do estresse salino no crescimento e desempenho das plantas, o priming de sementes pode ser uma técnica eficiente e econômica durante a fase inicial da vida da planta17,18. O condicionamento ácido de sementes é um processo no qual as sementes são hidratadas em diferentes soluções de compostos naturais ou sintéticos17. Os extratos de algas têm efeitos estimulantes que podem aumentar a germinação das sementes e o crescimento das plantas sob o impacto da salinidade e de outros estresses abióticos .

As algas são ricas em componentes biologicamente ativos, que têm potencial para serem utilizados como agentes de limpeza do solo, biofertilizantes, promotores de crescimento de plantas e podem auxiliar na limpeza do solo e; fertilização e agentes protetores de plantas contra fatores de estresse bióticos e abióticos20,21,22. Devido ao seu abundante conteúdo de bioestimulantes, as algas têm sido utilizadas para aumentar o desempenho das plantas e a resistência aos stresses ambientais devido aos seus abundantes produtos químicos bioestimulantes, ao desempenho das plantas e à tolerância aos stresses ambientais23. Compostos bioativos derivados de algas marinhas foram recentemente utilizados como biofertilizantes para culturas para aumentar a magnitude e o rendimento das culturas agrícolas e hortícolas e a qualidade, minimizando ao mesmo tempo os impactos ambientais24. Os extratos de algas marinhas contêm uma variedade de hormônios de crescimento, polissacarídeos e macro e micronutrientes25. O extrato da alga Ulva rigida melhorou a resistência ao estresse salino e protegeu as plantas dos danos oxidativos decorrentes do estresse abiótico23,26.