Protein hydrolysates as biostimulants in horticulture

Resumo

Nos últimos anos, novas estratégias têm sido propostas para melhorar a sustentabilidade dos sistemas de produção de hortaliças. Uma ferramenta promissora seria o uso de substâncias definidas também como ‘bioestimulantes’ (Biofertilizantes na legislação do Brasil) capazes de melhorar os parâmetros de qualidade da cultura, eficiência de nutrientes e tolerância ao estresse abiótico. Os hidrolisados proteicos (HPs) são um importante grupo  baseados em uma mistura de peptídeos e aminoácidos que têm recebido atenção crescente nos últimos anos devido aos seus efeitos positivos no desempenho das culturas. Os HPs são produzidos principalmente por hidrólise enzimática e/ou química de proteínas de matérias-primas de origem animal ou vegetal. A revisão atual dá uma visão geral das propriedades dos HPs na produtividade e na qualidade do produto de culturas hortícolas, em particular árvores frutíferas, vegetais, flores e plantas ornamentais. Após uma breve introdução sobre os HPs como compostos bioativos em plantas, esta revisão foca a classificação e composição química dos HPs de acordo com a fonte de proteínas e o método de hidrólise de proteínas. A absorção e transporte de aminoácidos e peptídeos pelas plantas e os efeitos dos HPs no metabolismo primário e secundário, bem como os processos bioquímicos e fisiológicos que conferem tolerância ao estresse abiótico também são abordados. A revisão conclui propondo várias perspectivas para pesquisas futuras com o objetivo de entender o modo de ação dos HPs com base em sua composição e também definir o momento e a dose adequados de aplicação

Abstract

In recent years, new strategies have been proposed in order to improve the sustainability of production systems for horticultural crops. A promising tool would be the use of substances and/or microorganisms defined also as ‘biostimulants’ able to enhance crop quality parameters, nutrient efficiency and abiotic stress tolerance. Protein hydrolysates (PHs) are an important group of plant biostimulants based on a mixture of peptides and amino acids that have received increasing attention in the recent years dueto their positive effects on crop performances. PHs are mainly produced by enzymatic and/or chemical hydrolysis of proteins from animal- or plant-derived raw materials. The current review gives an overview of the biostimulant properties of PHs on productivity and product quality of horticultural crops, in particular fruit trees, vegetables, flower crops and ornamentals. After a brief introduction on PHs as plant biostimulants, this review focuses on the classification and chemical composition of PHs according to the source of proteins and method of protein hydrolysis. The plant uptake and transport of amino acids and peptides and the effects of PHs on primary and secondary metabolism as well as the biochemical and physiological processes con ferring tolerance to abiotic stress are also covered. The review concludes by proposing several perspectives for future research aiming to understand the mode of action of PHs based on their composition and also to define the suitable time and dose of application.