Activity of seaweed extracts and polysaccharide-enriched extracts from Ulva lactuca and Padina gymnospora as growth promoters of tomato and mung bean plants

Resumo

Embora as algas marinhas tenham sido usadas como bioestimulantes desde o início da agricultura moderna, apenas recentemente os estudos se concentraram na capacidade dos extratos de algas marinhas e seus polissacarídeos de aumentar o crescimento das plantas. Neste trabalho, foram realizados dois bioensaios para estudar a atividade promotora de crescimento de extratos de algas marinhas e extratos enriquecidos com polissacarídeos de Ulva lactuca e Padina gymnospora, obtidos em condições neutras e alcalinas. Inicialmente, foi estudado o efeito de extratos de algas marinhas e extratos enriquecidos com polissacarídeos na germinação de sementes e atividade promotora de crescimento em plantas de tomate (Solanum lycopersicum cv. Río Grande) em condições in vitro. O meio Murashige-Skoog (MS) meia força com ou sem sacarose foi suplementado com diferentes concentrações de extratos de algas marinhas (2, 4 e 10 mg mL−1) ou extratos enriquecidos com polissacarídeos (0,2, 0,4 e 1,0 mg mL−1 ). Os parâmetros avaliados foram porcentagem de germinação, comprimento da radícula e da parte aérea e massa seca. Em um segundo experimento, extratos enriquecidos com polissacarídeos a 1,0 mg mL−1 e ácido indol-3-butírico como controle foram estudados para atividade indutora de raízes em feijão mungo (Vigna radiata). A maioria dos extratos de algas teve um efeito inibitório na germinação das sementes. No entanto, um efeito significativo (P ≤ 0,05) no crescimento de mudas de tomate (exceto para peso seco) foi mostrado com extratos de algas marinhas a 2 mg mL−1 incluídos em meio MS meia concentração com sacarose (30 g L−1). Além disso, 10 mg mL−1 de extratos de algas neutras e alcalinas tiveram um efeito inibitório sobre os parâmetros avaliados. Em contraste, extratos enriquecidos com polissacarídeos obtidos de U. lactuca e P. gymnospora promoveram a germinação e estimularam o crescimento de plantas de tomate em comparação com os controles. Além disso, o tratamento de estacas de hipocótilo de feijão mungo com extratos enriquecidos com polissacarídeos de U. lactuca e P. gymnospora induziu o enraizamento mais rapidamente e em maior número em comparação com os controles. Esses resultados fornecem evidências de que os extratos enriquecidos com polissacarídeos atuam como um tratamento eficaz na promoção do crescimento.
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Abstract

Although marine seaweeds have been used as biostimulants since the beginning of modern agriculture, studies have only recently focused on the ability of seaweed extracts and their polysaccharides to enhance growth of plants. In this work, two bioassays were carried out to study the growth-promoting activity of seaweed extracts and polysaccharide-enriched extracts from Ulva lactuca and Padina gymnospora, obtained in neutral and alkaline conditions. Initially, the effect of seaweed extracts and polysaccharide-enriched extracts on seed germination and growth-promoting activity on tomato (Solanum lycopersicum cv. Río Grande) plants under in vitro conditions was studied. Half-strength Murashige-Skoog (MS) medium with or without sucrose was supplemented with different concentrations of seaweed extracts (2, 4, and 10 mg mL⁻¹) or polysaccharide-enriched extracts (0.2, 0.4, and 1.0 mg mL⁻¹). The parameters evaluated were germination percentage, radicle and shoot length, and dry weight. In a second experiment, polysaccharide-enriched extracts at 1.0 mg mL⁻¹ and indole-3-butyric acid as the control were studied for root inducer activity in mung bean (Vigna radiata). The majority of seaweed extracts had an inhibitory effect on seed germination. However, a significant effect (P ≤ 0.05) on tomato seedling growth (except for dry weight) was shown with seaweed extracts at 2 mg mL⁻¹ included in half-strength MS medium with sucrose (30 g L⁻¹). Moreover, 10 mg mL⁻¹ neutral and alkaline seaweed extracts had an inhibitory effect on the parameters evaluated. In contrast, polysaccharide-enriched extracts obtained from U. lactuca and P. gymnospora promoted germination and stimulated growth of tomato plants compared to the controls. Additionally, treatment of mung bean hypocotyl cuttings with polysaccharide-enriched extracts of U. lactuca and P. gymnospora induced rooting more rapidly and in greater number compared to the controls. These results provide evidence that polysaccharide-enriched extracts act as an effective growth-promoting treatment.