Analisi trascrittomica con tecnica RNA-seq: effetti dello stress idrico in pomodoro (Solanum lycopersicum L.) mitigati da un biostimolante a base di alghe (Ascophyllum nodosum e Laminaria digitata) ed estratti di lievito ​

Water deficit is one of the most pressing environmental stresses globally. In this context, the use of biostimulants represents a sustainable practice aimed at improving crop tolerance and mitigating negative effects on productivity. This study evaluated the effect of foliar application (three treatments) of ERANTHIS®, a biostimulant based on algae (Ascophyllum nodosum and Laminaria digitata) and yeast extracts, on tomato plants grown under mild water stress conditions. Several morphometric, physiological and biochemical parameters were evaluated at two experimental time points (5 hours and 24 hours after the third biostimulant treatment). The same samples were also used for RNA extraction for transcriptome analysis using the RNA-seq technique. In particular, the work of this thesis was focused on the analysis of the sequencing data using the DESeq2 pipeline. Comparison of samples under different experimental conditions allowed the identification of some genes differentially expressed following treatment with ERANTHIS®. Overall, some gene functions were observed to be over-expressed (vesicle formation and transport, chitin degradation, cell wall expansion, and hormone activity) and under-expressed (photosynthetic processes, lipid metabolism). These data will provide a better understanding of how the biostimulant ERANTHIS® acts in mitigating the effects of water stress. ​

La carenza d’acqua è uno degli stress ambientali più problematici a livello mondiale. In questo contesto, l’uso di biostimolanti rappresenta una pratica sostenibile volta a migliorare la tolleranza delle colture ed a mitigare gli effetti negativi sulla produttività. In questo studio è stato valutato l’effetto derivante dall’applicazione fogliare (3 trattamenti) di ERANTHIS®, un biostimolante a base di alghe (Ascophyllum nodosum e Laminaria digitata) ed estratti di lievito, su piante di pomodoro coltivate in condizioni di stress idrico leggero, valutando alcuni parametri morfometrici, fisiologici e biochimici in due tempi sperimentali (5 ore e 24 ore dal 3° trattamento con il biostimolante). Gli stessi campioni sono anche stati utilizzati per l’estrazione dell’RNA per lo studio del trascrittoma mediante la tecnica RNA-seq. In particolare, il lavoro di questa tesi si è focalizzato sull’analisi dei dati di sequenziamento ottenuti mediante la pipeline DESeq2. Il confronto dei campioni nelle differenti condizioni sperimentali ha permesso di individuare alcuni geni espressi in modo differenziale a seguito del trattamento con ERANTHIS®. In generale, sono state osservate alcune funzioni geniche sovra-espresse (formazione e trasporto vescicolare, degradazione della chitina, espansione cellulare a livello di parete, attività dei fitormoni) e sotto-espresse (processi fotosintetici, metabolismo dei lipidi). Questi dati permetteranno una migliore comprensione delle modalità con cui il biostimolante ERANTHIS® agisce nel mitigare gli effetti dello stress idrico. ​