Impact of plant biostimulants on the production of glucosinolates in broccoli

Resumo

Os potenciais benefícios para a saúde atribuídos ao consumo de brócolis estão principalmente relacionados ao seu alto teor de glucosinolato. A concentração desses e de outros compostos relacionados à saúde tem aumentado com a aplicação de elicitores, moléculas que induzem os sistemas de defesa das plantas ao promover a síntese de metabólitos biologicamente ativos. Este trabalho estuda o efeito de dois bioestimulantes vegetais (extrato de algas marinhas e trilinoleína) na concentração de glucosinolatos em brócolis (Brassica oleracea var. italica ‘Parthenon’). Os bioestimulantes foram aplicados por irrigação em soluções aquosas em diferentes concentrações: 0,5 e 1 g L-1 para extrato de algas marinhas (tratamentos SW1 e SW2, respectivamente) e 1 e 5 mg L-1 para trilinoleína (tratamentos TL1 e TL2, respectivamente). . Após seis meses, cabeças de brócolis maduras foram colhidas e seu conteúdo de glucosinolato foi analisado. Enquanto SW1 não teve efeito sobre a maioria dos glucosinolatos indólicos e alifáticos, SW2 aumentou ambos os tipos de compostos (cerca de 25 e 40%, respectivamente), exceto glucorafanina e glucoalissina. Tanto TL1 quanto TL2 diminuíram as concentrações de glucorafanina, glucobrassicina e 4-metoxiglucobrassicina, mas não tiveram efeito sobre glucoiberina, glucoalissina e 4-hidroxiglucobrassicina. Além disso, TL1 diminuiu glucoerucina e neoglucobrassicina. Finalmente, os tratamentos com trilinoleína e extrato de algas marinhas, tanto em baixas quanto em altas concentrações, levaram a um aumento de gluconasturtiína (51-94%). Em vista dos resultados, a dose mais alta do extrato de algas foi o tratamento mais promissor para aumentar os glucosinolatos em brócolis.

Abstract

The potential health benefits that have been attributed to broccoli consumption are mainly related with its high glucosinolate content. The concentration of these and other health-related compounds have been shown to increase with the application of elicitors, molecules that induce plant defense systems by promoting the synthesis of biologically active metabolites. This work studies the effect of two plant biostimulants (seaweed extract and trilinolein) on the concentration of glucosinolates in broccoli (Brassica oleracea var. italica ‘Parthenon’). The biostimulants were applied by irrigation in aqueous solutions at different concentrations: 0.5 and 1 g L^-1 for seaweed extract (treatments SW1 and SW2, respectively), and 1 and 5 mg L^-1 for trilinolein (treatments TL1 and TL2, respectively). After six months, mature broccoli heads were harvested and their glucosinolate content was analysed. Whereas SW1 had no effect on most indole and aliphatic glucosinolates, SW2 increased both types of compound (about 25 and 40%, respectively), except glucoraphanin and glucoalyssin. Both TL1 and TL2 decreased glucoraphanin, glucobrassicin and 4-metoxyglucobrassicin concentrations but had no effect on glucoiberin, glucoalyssin and 4-hydroxyglucobrassicin. In addition, TL1 decreased glucoerucin and neoglucobrassicin. Finally, treatments with both trilinolein and seaweed extract, at both low and high concentrations, led to an increase in gluconasturtiin (51-94%). In view of the results, the highest dose of the seaweed extract was the most promising treatment for enhancing glucosinolates in broccoli.