Polysaccharides extracted from Moroccan seaweed: a promising source of tomato plant growth promoters

Resumo

O presente estudo investiga o uso de polissacarídeos de algas marinhas como bioestimulantes da germinação de sementes e crescimento de plantas. Dezessete espécies de algas marinhas marroquinas foram coletadas e avaliadas quanto ao seu conteúdo bruto de polissacarídeos que variou de 0,3 a 34% (com base no peso seco). Foram realizadas análises químicas dos extratos enriquecidos com polissacarídeos (PEEs) obtidos. Dois bioensaios foram realizados para estudar a germinação de sementes e a atividade promotora de crescimento dos PEEs. No primeiro experimento, o efeito dos PEEs na germinação de sementes de tomate foi realizado em condições in vitro. O meio Murashige-Skoog de meia concentração foi suplementado com diferentes PEEs na concentração de 0,2 mg mL-1 (p/v). A porcentagem de germinação foi registrada diariamente durante 4 dias. Em um segundo experimento, plantas de tomateiro foram cultivadas em casa de vegetação e regadas com solução aquosa de PEEs de algas marinhas (0,1 mg mL-1). Após 30 dias, os parâmetros de crescimento das plantas avaliados foram comprimento das plantas, massa fresca e seca da parte aérea e das raízes das plantas, bem como o teor de clorofila. Os resultados mostraram que seis espécies de algas marinhas eram uma fonte promissora de PEEs com efeito benéfico na germinação, biomassa vegetal e teor de clorofila. Duas algas verdes: Ulva rigida e Codium decorticatum, duas algas vermelhas: Gigartina sp. e Chondracanthus acicularis, e duas algas marrons: Fucus Spiralis e Bifurcaria bifurcata melhoraram a germinação das sementes e o crescimento das plantas. Entretanto, os PEEs obtidos da alga vermelha Gigartina pistillata inibiram a germinação das sementes. A análise de componentes principais dos resultados mostrou correlação positiva entre o teor de sulfato dos PEEs e o peso seco da parte aérea, bem como o teor de clorofila.

Abstract

The present study investigates the use of seaweed polysaccharides as biostimulants of seed germination and plant growth. Seventeen species of Moroccan seaweeds were collected and screened for their crude polysaccharide content which ranged from 0.3 to 34% (dry weight basis). Chemical analyses of the obtained polysaccharide-enriched extracts (PEEs) were performed. Two bioassays were carried out to study seed germination and growth-promoting activity of PEEs. In the first experiment, the effect of PEEs on tomato seed germination was carried out under in vitro conditions. Half-strength Murashige-Skoog medium was supplemented with different PEEs at the concentration of 0.2 mg mL⁻¹ (w/v). The germination percentage was recorded daily over 4 days. In a second experiment, tomato plants were grown in greenhouse conditions and watered with aqueous solution of seaweed PEEs (0.1 mg mL⁻¹). After 30 days, the evaluated plant growth parameters were plant length, fresh and dry weight of plants shoots and roots, as well as chlorophyll content. Results showed that six seaweed species were a promising source of PEEs with beneficial effect on germination, plant biomass, and chlorophyll content. Two green seaweeds: Ulva rigida and Codium decorticatum, two red seaweeds: Gigartina sp. and Chondracanthus acicularis, and two brown seaweeds: Fucus spiralis and Bifurcaria bifurcata enhanced seed germination and plant growth. Nevertheless, the PEEs obtained from the red seaweed Gigartina pistillata inhibited seed germination. Principal component analysis of the results showed positive correlation between the sulfate content of PEEs and shoot dry weight as well as chlorophyll content.