Attività biostimolante delle ficobiliproteine di Anabena minutissima, Arthrospira platensis e Hydropuntia cornea: caratterizzazione, attività perossidasica e auxino-simile.

Agriculture in XXI century must address the problem of feeding the human population in a sustainable way. The way forward is to increase the productivity of agricultural land according to the logic of sustainability, increasing the efficiency of production factors and reducing the impact on the environment. Various institutions, at various levels, have defined guidelines to be followed to reduce the environmental impact and encourage the use of more sustainable means Biostimulants are products capable of stimulating metabolic processes and improving the efficiency of the use of nutrients, resistance to abiotic stress and the qualitative characteristics of plants. These technical means are complex mixtures, of different origin, characterized by the absence of toxicity for the environment and for humans and usually used in low doses. Biostimulants have enjoyed considerable success in recent years but there is still many research to be done in this area, especially in order to give a clearer classification and study their mechanism of action. The phycobiliproteins are considered in this context. These molecules are photosynthetic pigments present in cyanobacteria and in some algae, as red algae, capable of capturing light energy very effectively and transferring it to the chlorophylls. The use of these molecules has already found a positive response in many areas but in the agronomic field there are few studies on the subject and only related to the antimicrobial and antifungal properties. This paper aims to test the biostimulating capacity of these pigments in tomato and watercress seedlings. Specifically, the phycobiliproteins were obtained from the cyanobacteria species Anabaena minutissima and Arthrospira platensis and from the red alga Hydropuntia cornea and tested at different concentrations (0.6; 1.2; 2.4 and 4.8 mg / mL). First, infrared spectroscopy was performed to characterize the pigments and then describe them according to the various functional groups. Tests were then performed to evaluate the enzymatic activity of peroxidase on tomato and auxin-like activity on watercress. Both activities were influenced by the stimulating property of phycobiliproteins, generally in a positive and dose-dependent manner, with differences between the species from which they were obtained.

L’agricoltura del XXI deve affrontare il problema di nutrire la popolazione umana in modo sostenibile. La via da percorrere è quella di aumentare la produttività dei terreni agrari secondo la logica della sostenibilità, aumentando l’efficienza dei fattori produttivi e riducendo l’impatto sull’ambiente. Varie istituzioni, a più livelli, si sono impegnate nel definire delle linee guide da seguire per ridurre l’impatto ambientale e incoraggiare l’uso di strumenti più sostenibili. Proprio in questo senso, tra gli strumenti possibili, troviamo i biostimolanti, prodotti in grado di stimolare processi metabolici e migliorare l’efficienza d’uso dei nutrienti, la resistenza agli stress abiotici e le caratteristiche qualitative delle piante. Questi mezzi tecnici sono miscele complesse, di origine diversa, caratterizzati dall’assenza di tossicità per l’ambiente e per l’uomo e solitamente utilizzati a basse dosi. I biostimolanti hanno riscosso un notevole successo negli ultimi anni, ma le ricerche da fare in questo ambito restano ancora molte, soprattutto al fine di dare una più chiara classificazione e descrivere precisamente il loro meccanismo d’azione. In questo contesto si inseriscono particolari molecole: le ficobiliproteine. Queste molecole sono pigmenti fotosintetici presenti nei cianobatteri e in alcune alghe, in particolare nelle alghe rosse, capaci di catturare in maniera molto efficace l’energia luminosa e trasferirla alle clorofille. L’utilizzo di queste molecole ha già avuto un riscontro positivo in molti ambiti, ma in quello agronomico gli studi a proposito sono pochi e riguardano le proprietà antimicrobiche e antifungine. Questo elaborato si propone di testare la capacità biostimolante di questi pigmenti in piantine di pomodoro e crescione. Nello specifico, le ficobiliproteine sono state ottenute dalle specie di cianobatteri Anabaena minutissima e Arthrospira platensis e dall’alga rossa Hydropuntia cornea e testate a diverse concentrazioni (0,6; 1,2; 2,4 e 4,8 mg/mL). Per prima cosa è stata eseguita una spettroscopia ad infrarossi per effettuare la caratterizzazione dei pigmenti e quindi descriverli in base ai vari gruppi funzionali. Sono state eseguiti poi i test per valutare l’attività enzimatica delle perossidasi in pomodoro e l’attività auxino-simile in crescione. Entrambe le attività sono state influenzate dalla proprietà stimolante delle ficobiliproteine, generalmente in maniera positiva e dose-dipendente, con differenze tra le specie da cui sono state ottenute.