Quasi il 7,0% della superficie terrestre totale del mondo è interessata dalla salinità1, il che significa che oltre 900 milioni di ettari di terreno nel mondo sono interessati sia dalla salinità che dalla salinità sodica2, pari al 20% dei terreni coltivati e al 10% dei terreni irrigui. Occupa metà dell'area e ha un contenuto di sale più elevato3. Il suolo salinizzato è un grave problema per l'agricoltura del Pakistan4,5. Di questi, circa 6,3 milioni di ettari, ovvero il 14% dei terreni irrigui, sono attualmente interessati dalla salinità6.
Lo stress abiotico può alterareormone della crescita vegetalerisposta, con conseguente diminuzione della crescita delle colture e della resa finale7. Quando le piante sono esposte allo stress salino, l'equilibrio tra la produzione di specie reattive dell'ossigeno (ROS) e l'effetto di spegnimento degli enzimi antiossidanti viene alterato, causando stress ossidativo nelle piante8. Le piante con concentrazioni più elevate di enzimi antiossidanti (sia costitutivi che inducibili) hanno una sana resistenza al danno ossidativo, come la superossido dismutasi (SOD), la guaiacolo perossidasi (POD), la perossidasi-catalasi (CAT), l'ascorbato perossidasi (APOX) e la glutatione reduttasi (GR) possono migliorare la tolleranza al sale delle piante in condizioni di stress salino9. Inoltre, è stato riportato che i fitormoni svolgono un ruolo regolatorio nella crescita e nello sviluppo delle piante, nella morte cellulare programmata e nella sopravvivenza in condizioni ambientali mutevoli10. Il triacontanolo è un alcol primario saturo che è un componente della cera epidermica delle piante e ha proprietà di promozione della crescita delle piante11,12 così come proprietà di promozione della crescita a basse concentrazioni13. L'applicazione fogliare può migliorare significativamente lo stato dei pigmenti fotosintetici, l'accumulo di soluti, la crescita e la produzione di biomassa nelle piante14,15. L'applicazione fogliare di triacontanolo può aumentare la tolleranza allo stress delle piante16 regolando l'attività di molteplici enzimi antiossidanti17, aumentando il contenuto di osmoprotettori nei tessuti fogliari delle piante11,18,19 e migliorando la risposta di assorbimento dei minerali essenziali K+ e Ca2+, ma non Na+. 14 Inoltre, il triacontanolo produce più zuccheri riducenti, proteine solubili e amminoacidi in condizioni di stress20,21,22.
Le verdure sono ricche di fitochimici e nutrienti e sono essenziali per molti processi metabolici nel corpo umano23. La produzione di verdure è minacciata dall'aumento della salinità del suolo, soprattutto nei terreni agricoli irrigui, che producono il 40% del cibo mondiale24. Colture orticole come cipolla, cetriolo, melanzana, peperone e pomodoro sono sensibili alla salinità25, e il cetriolo è un ortaggio importante per l'alimentazione umana in tutto il mondo26. Lo stress salino ha un effetto significativo sul tasso di crescita del cetriolo; tuttavia, livelli di salinità superiori a 25 mM comportano una riduzione della resa fino al 13%27,28. Gli effetti dannosi della salinità sul cetriolo si traducono in una diminuzione della crescita e della resa delle piante5,29,30. Pertanto, lo scopo di questo studio è stato quello di valutare il ruolo del triacontanolo nell'attenuare lo stress salino nei genotipi di cetriolo e di valutare la capacità del triacontanolo di promuovere la crescita e la produttività delle piante. Queste informazioni sono anche cruciali per lo sviluppo di strategie adatte ai terreni salini. Inoltre, abbiamo determinato le variazioni nell'omeostasi ionica in genotipi di cetriolo sottoposti a stress da NaCl.
Effetto del triacontanolo sui regolatori osmotici inorganici nelle foglie di quattro genotipi di cetriolo in condizioni normali e di stress salino.
Quando i genotipi di cetriolo sono stati seminati in condizioni di stress salino, il numero totale di frutti e il peso medio dei frutti si sono ridotti significativamente (Fig. 4). Queste riduzioni sono state più pronunciate nei genotipi Summer Green e 20252, mentre Marketmore e Green Long hanno mantenuto il numero e il peso dei frutti più elevati dopo la sfida salina. L'applicazione fogliare di triacontanolo ha ridotto gli effetti negativi dello stress salino e ha aumentato il numero e il peso dei frutti in tutti i genotipi valutati. Tuttavia, il Marketmore trattato con triacontanolo ha prodotto il numero di frutti più elevato con un peso medio maggiore in condizioni di stress e controllate rispetto alle piante non trattate. Summer Green e 20252 presentavano il più alto contenuto di solidi solubili nei frutti di cetriolo e hanno avuto prestazioni inferiori rispetto ai genotipi Marketmore e Green Long, che avevano la più bassa concentrazione totale di solidi solubili.
Effetto del triacontanolo sulla resa di quattro genotipi di cetriolo in condizioni normali e di stress salino.
La concentrazione ottimale di triacontanolo è risultata essere di 0,8 mg/l, che ha permesso di mitigare gli effetti letali sui genotipi studiati sia in condizioni di stress salino che in condizioni normali. Tuttavia, l'effetto del triacontanolo è stato più evidente sui genotipi Green-Long e Marketmore. Considerando il potenziale di tolleranza al sale di questi genotipi e l'efficacia del triacontanolo nel mitigare gli effetti dello stress salino, si può raccomandare la coltivazione di questi genotipi su terreni salini con irrorazione fogliare di triacontanolo.
Data di pubblicazione: 27 novembre 2024