Effetti del priming con un nuovo biostimolante sulle risposte fisiologiche e biochimiche correlate allo stress idrico ed al suo recupero in Capsicum annuum L.

Recently, biostimulants have been used in sustainable agriculture to increase crop productivity and plant tolerance to abiotic stresses, especially because of their role in inducing a “priming memory” that can be recruited under stress conditions. In the present study, a priming treatment with GHI_16_VHL, a plant protein hydrolysate-based biostimulant, was tested for its capability to mitigate severe water stress effects on potted Capsicum annuum plants at their flowering stage, the most sensitive to drought stress. GHI_16_VHL was applied by fertigation twice with a 7-day interval before the drought treatment. In order to evaluate the biostimulant influence on plant physiological status under stress and recovery conditions, stem water potential, stomata conductance, leaf chlorophyll level and plant growth were measured throughout the experiment. Plant osmoregulation and oxidative stress level during drought and recovery were monitored by quantifying free proline, total soluble sugars, ROS-scavenging activity and H2O2 level in the leaves. During drought, biostimulant-primed plants showed a faster stem water potential decreasing trend compared to untreated plants, whereas stomata conductance dynamics did not change. However, the priming treatment accelerated the stem water potential recovery to control values, probably by promoting higher leaf proline level during the early recovery phase along with higher leaf total soluble sugar accumulation during drought. Although the biostimulant treatments did not influence antioxidant enzyme activity, H2O2 level was significantly lower during the stress and early recovery in biostimulant-primed plants, thus suggesting non-enzymatic scavenging of ROS species. Finally, after the drought-exposure, only biostimulant-primed plants retained leaf chlorophyll level and final fruit yield of watered control plants. Our data suggest that the biostimulant priming treatment promotes a faster and more efficient plant recovery from drought mediated probably by enhanced osmoregulation and ROS non enzymatic scavenging which allows to obtain a good final yield also in stress conditions.

Recentemente, i biostimolanti sono stati usati nell'agricoltura sostenibile per aumentare la produttività delle colture e la tolleranza delle piante agli stress abiotici, soprattutto per il loro ruolo nell'indurre una "memoria” (priming) che può essere richiamata in condizioni di stress. Nel seguente studio, un trattamento di priming con GHI_16_VHL, un biostimolante a base di idrolizzati proteici vegetali, è stato testato per la sua capacità di mitigare gli effetti dello stress idrico severo su piante in vaso di Capsicum annuum L. allo stadio di fioritura, il più sensibile allo stress idrico. GHI_16_VHL è stato applicato tramite fertirrigazione due volte, una 14 ed una 7 giorni prima dello stress idrico, indotto tramite interruzione dell'apporto di acqua. Al fine di valutare gli effetti del biostimolante sulla fisiologia della pianta nella fase di stress e relativo recupero, sono stati monitorati il potenziale idrico del fusto, la conduttanza stomatica, il livello di clorofille e la crescita delle piante. L'osmoregolazione ed il livello di stress ossidativo durante lo stress ed il recupero sono stati misurati attraverso la quantificazione spettrofotometrica della prolina libera, degli zuccheri solubili, dell'H2O2 e dell'attività di enzimi antiossidanti nelle foglie. Durante lo stress idrico, le piante che avevano ricevuto il priming hanno mostrato una riduzione più rapida del potenziale idrico rispetto alle piante che non avevano ricevuto il priming, mentre le dinamiche di conduttanza stomatica non sono cambiate. Tuttavia, il priming ha accelerato il recupero del potenziale idrico ai valori delle piante controllo, probabilmente grazie al maggior contenuto di prolina nelle foglie durante la prima fase del recupero insieme ad un maggior accumulo di zuccheri solubili a livello delle foglie durante lo stress. Nonostante i trattamenti con il biostimolante non abbiano influenzato l'attività degli enzimi antiossidanti, il livello di H2O2 è risultato significativamente più basso durante lo stress e la prima fase del recupero nelle piante che hanno ricevuto il priming con il biostimolante, suggerendo un'azione di scavenging non enzimatico delle specie ROS. Infine, dopo l'esposizione allo stress, il priming con il biostimolante ha favorito il mantenimento del contenuto di clorofille e di resa finale dei frutti paragonabile a quello delle piante controllo sempre irrigate. I dati suggeriscono che il trattamento di priming con il biostimolante promuove un più rapido ed efficiente recupero della pianta dallo stress idrico mediato probabilmente da un meccanismo osmoregolativo e antiossidante non enzimatico che consente di ottenere una resa finale alta anche in condizioni di stress.