Modifications de la croissance des plants de tomates en réponse au sel de sodium de α

Jul 31, 2023

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 4024 (2023) Citer cet article

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Dans la présente étude, le sel de sodium de l'acide α-naphtalène acétique (NA), le sel de potassium de l'acide fulvique (KF) et leurs combinaisons ont été appliqués aux substrats de croissance de plants de tomates (Solanum lycopersicum L.) soumis à un stress de refroidissement. Les changements dans la biomasse aérienne, les attributs des racines, la teneur en pigments, la fluorescence de la chlorophylle, la photosynthèse, les substances de régulation osmotique et l'activité des enzymes antioxydantes des plants de tomates en réponse à NA et KF ont été étudiés. L'application de NA, KF et de leur combinaison pourrait favoriser la croissance de la hauteur des plantes et du diamètre de la tige des plants de tomates soumis à un stress de refroidissement à des degrés divers, et améliorer les caractéristiques des racines en augmentant le volume, la longueur et l'activité des racines, et augmenter l'accumulation de matière sèche. De plus, l'utilisation combinée de NA et de KF a amélioré la teneur en chlorophylle des feuilles des plantules, qP, Fv/Fm, ΦPSII, Pn et a augmenté l'activité des enzymes antioxydantes dans les plants de tomates. Les résultats ci-dessus suggèrent un effet synergique entre NA et KF pour stimuler la croissance des plantules et améliorer la capacité de récupération des ROS de la tomate, ce qui n'a jamais été rapporté dans des recherches antérieures. Cependant, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour explorer le mécanisme physiologique et moléculaire sous-jacent à l'effet synergique entre NA et KF.

La croissance démographique et le développement économique ont suscité des demandes d’augmentation de la productivité des cultures, notamment des grandes cultures, des fruits et légumes1,2. Ces dernières années, cependant, la production agricole totale a été continuellement mise à l’épreuve par la dégradation de l’environnement, la destruction des écosystèmes naturels et la perte de biodiversité3,4,5,6,7,8,9,10, et l’augmentation de la production doit être obtenue en améliorant rendement des cultures et efficacité de l’utilisation des terres. Bien que les améliorations génétiques aient fait de grands efforts pour augmenter le potentiel de rendement des cultures, l’écart de rendement dans la production réelle, qui est influencé par le facteur environnemental, l’application d’engrais et plusieurs stress biotiques et abiotiques, a grandement affecté la stabilité du rendement11. Par conséquent, des approches visant à améliorer les performances de croissance des cultures et à diminuer les effets négatifs des stress abiotiques et d’une gestion inappropriée des cultures sur la stabilité des rendements sont désespérément nécessaires. La régulation de la croissance des cultures par des régulateurs de croissance des plantes (PGR) est une approche importante dans l'agriculture moderne12,13. Au cours des dernières décennies, plusieurs régulateurs de croissance, notamment le paclobutrazole, les gibbérellines, le chlorure de chlorméquat et le chlorure de mépiquat, ont été développés et adoptés avec succès dans la production de diverses cultures, et leurs effets et mécanismes de régulation sur le rendement, la qualité et la tolérance au stress des cultures ont été étudiés de manière intensive14,15. 16,17,18. Les avantages des RPG incluent l’amélioration du rendement des cultures, la modification de la vitesse de croissance des cultures, la régulation de la qualité nutritionnelle et l’amélioration de la tolérance au stress19,20,21,22. Mais l’utilisation excessive des RPG peut susciter des inquiétudes quant aux risques potentiels pour la santé des consommateurs et à la pollution de l’environnement23. Biostimulant végétal désigne un matériau qui contient des substances et/ou des micro-organismes dont la fonction, lorsqu'il est appliqué aux plantes ou à la rhizosphère, est de stimuler les processus naturels pour améliorer l'absorption des nutriments, l'efficacité des nutriments, la tolérance au stress abiotique et/ou la qualité des cultures, indépendamment de sa teneur en éléments nutritifs24. Le biostimulant obsède une fonction similaire ou meilleure, mais avec des risques moindres pour la santé humaine et la pollution de l'environnement par rapport aux PGR, et est désormais largement utilisé dans la production de fruits et légumes.

Le KF est un biostimulant typique et le NA est une auxine synthétique, connue depuis des décennies et enregistrée comme PGR, c'est-à-dire comme produit phytopharmaceutique. KF est le composé organique actif présent dans l’acide humide du sol. Il s’agit d’un composé organique macromoléculaire très efficace doté d’une structure moléculaire à chaîne carbonée courte et d’une solubilité élevée25. Le KF a un faible poids moléculaire et peut être facilement absorbé et utilisé par les cultures26, ce qui peut non seulement réguler la croissance des plantes, mais également fournir du potassium pour leur croissance27. KF peut favoriser la formation de nouvelles racines, augmenter la teneur en chlorophylle, en acide d'indolence et en acide d'abscisse, favoriser l'accumulation de matière sèche, améliorer l'activité des enzymes antioxydantes, réduire l'ouverture de l'estomac, réduire le taux de transpiration et améliorer le taux photosynthétique net, de manière à améliorer la résistance des cultures au stress et améliorer le rendement, la qualité et les avantages des cultures28. NA est une sorte de régulateur de croissance des plantes à large spectre, à haute efficacité et à faible toxicité. NA peut favoriser la division et l’expansion cellulaires, améliorer le taux de floraison et de nouaison, empêcher la chute des fleurs et des fruits29, développer les fruits, favoriser une maturité précoce, augmenter le rendement30 et améliorer la qualité. Dans le même temps, NA peut également améliorer efficacement la résistance des cultures à la sécheresse, la résistance au froid, la résistance à l’engorgement de l’eau, la résistance au sel et aux alcalis. Auparavant, les effets régulateurs de NA et KF ont été observés dans le blé28, le soja n31, le coton32, le poivre33, la coriandre34 et le ficus religiosa35. Néanmoins, les effets combinés de NA et KF restent inconnus.