Ascophyllum nodosum

Razdeo: Phaeophyta
Klasa: Phaeophyceae
Red: Fucales
Familija: Fucaeae
Rod: Ascophyllum
Vrsta: Ascophyllum nodosum (L.)

Ascophillum nodosum je krupna morska, smeđa alga (Phaeophiceae) iz porodice Fucaceae, jedina vrsta u rodu Ascophyllum. To je morska trava koja raste samo u severnom Atlantskom okeanu I opšte je poznata kao stenovita trava.

Uobičajena je na severozapadnoj obali Evrope (od Svalbarda do Portugalije) uključujući istočni Grenland i severoistočnu obalu Severne Amerike, a njen raspon južnije od ovih geografskih širina ograničen je toplijim okeanskim vodama. “Listovi” – filoidi su veoma izraženi krupni, dugački između 0,5 – 2m. Vrsta raste veoma sporo, jedinka može da doživi starost od više decenija. Pojedinačni filoidi mogu biti stari I do 15 godina pre nego što se odlome.

Kod pripadnika reda Fucales ne postoji smena generacija. Odrasla alga je sporofit, a gametofit se u krajnje redukovanom obliku nalazi razvijen na sporofitu. Sporofit je krupan, do veoma krupan ( ponekad visok I više metara ), kormoidnog izgleda. Ima promeristemski rast. Sam sporofit može biti monopodijalno ili dihotomo granat, ili je grananje obilno I nepravilno. Visoku morfološku diferenciranost I velike dimenzije pripadnika reda Fucales prati I složena unutrašnja građa sporofita. Vrste roda Ascophyllum uglavnom naseljavaju hladnija mora. Pri tom žive u bentosu mora, kako u zoni uticaja plime I oseke, tako I na nešto većim dubinama. Ascophyllum nodosum se bere I koristi u proizvodnji alginata, đubriva za poljoprivredu kao I proizvodnju brašna od morskih algi za ishranu životinja i ljudi. Dugo se koristi kao organsko i uobičajeno đubrivo za mnoge sorte useva zbog kombinacije i makronutrijenata (N, P i K) i mikronutrijenata (Ca, Mg, S, Mn, Cu, Fe, Zn itd. ). Takođe sadrži citokinine, giberelin, supstance slične auksinu, betain, manitol, organske kiseline, polisaharide, aminokiseline i proteine koji su veoma korisni i široko se koriste u poljoprivredi. Irska, Škotska i Norveška obezbeđuju najviše zaliha alginata u svetu.

UPOTREBA:
Morske alge se koriste u poljoprivredi od 17. veka. Na primer, za poboljšanje otpornosti na sušu. U kombinaciji s novim tehnologijama i zbog klimatskih promena, alge su biostimulant broj jedan koji koriste uzgajivači širom sveta. Ascophyllum nodosum je najistraženija vrsta algi za poljoprivrednu upotrebu. Poreklom iz netaknutih voda severnog Atlantika, izložen je ekstremnim vremenskim uslovima i sposoban je da napreduje na veoma visokim temperaturama i temperaturama ispod nule (-25 ° C zimi do +40 ° C leti). Ascophyllum nodosum doživljava ekstremne varijacije plime i oseke. Izložena smrzavanju slane vode tokom plime zimi, i ekstremnim vrućinama tokom oseke leti, Ascophyllum nodosum se prilagodila da živi u intertidalnoj zoni razvijajući svoja biohemijska jedinjenja kako bi prevazišla ozbiljan abiotički stres. Ova sposobnost u kombinaciji sa specifičnom metodom ekstrakcije da zadrži sva svojstva čini Ascophyllum nodosum prefektnim biostimulansom.

Dokazano je da različiti komercijalni ekstrakti iz A. nodosum poboljšavaju rast biljaka, ublažavaju neke abiotičke i biotičke stresove, a istovremeno poboljšavaju odbranu biljaka regulacijom molekularnih, fizioloških i biohemijskih procesa. ANE ( Ascophyllum nodosum extract ) poboljšava toleranciju na povišen salinitet u biljkama. Povišen salinitet tla je globalni problem, koji pogađa preko 800 miliona hektara zemljišta, što ima za posledicu ogromne uticaje na poljoprivrednu produktivnost.

Blagi stres zbog saliniteta uzrokuje fiziološku sušu u biljkama, narušavajući odnose ćelija i vode, inhibirajući ćelijsku ekspanziju I , posledično, smanjuje brzinu rasta. Dugotrajna izloženost visokom salinitetu izaziva jonski stres narušavajući homeostazu unutarćelijskih jona, što dovodi do disfunkcije membrane i slabljenja metaboličke aktivnosti i sekundarnih efekata, inhibiranja rasta i izazivanja ćelijske smrti. Salinitet izaziva jonska i osmotska naprezanja, čime se smanjuje rast i produktivnost biljaka. Otuda I naša zainteresovanost za ovu vrstu alge u cilju doprinosa lokalnoj poljoprivredi na najprirodniji I najbezbedniji način.

Stres solima dovodi do stvaranja reaktivnih vrsta kiseonika (ROS) u biljkama, što je dobro poznat uzrok oštećenja proteina, lipida, ugljenih hidrata i DNK, što rezultira oksidativnim stresom, što na kraju rezultira negativnim efektima na razvoj biljaka i rast. Stvaranjem ROS-a izazvanog salinitetom oštećujun se ćelijske membrane usled peroksidacije lipida. Dokazano je da primena ANE smanjuje efekte ROS -a izazvane povećanim salinitetom smanjenjem peroksidacije lipida kroz veću aktivnost antioksidativnih enzima. Primena ANE-a imala je značajan uticaj na ekspresiju gena uključenih u biosintezu i transport flavonoida, koji štite biljke od oksidativnog oštećenja izazvanog ROS-om tokom stresa usled povećanih koncentracija soli.

I fizička i fiziološka suša negativno utiču na fiziologiju biljaka i time produktivnost useva ometajući odnose hranljivih materija i vode, fotosintezu itd. Procenjuje se da je skoro 50% poljoprivrednih useva u svetu pogođeno stresom od suše. Zapažen je napredak u ublažavanju stresa od suše korišćenjem bioaktivnih supstanci iz A. nodosum. Nekoliko studija je jasno pokazalo da je primenom različitih ANE ublažen stres od suše kod soje, pasulja, paradajza, slatkoj narandži, spanaću…

Bioaktivna jedinjenja (koja još nisu u potpunosti razjašnjena) prisutna u ekstraktima A. nodosum kada se nanose na biljke pod stresom smanjila su štetne efekte stresa od suše regulisanjem niza uzastopnih molekularnih, ćelijskih i fizioloških odgovora, uključujući modulaciju nekoliko gena, što je rezultiralo akumulacija različitih osmolita, poboljšani antioksidativni sistem i poboljšana razmena gasova kroz stomaternu regulaciju. Stres od smrzavanja negativno utiče na rast i razvoj biljaka, ograničavajući poljoprivrednu produktivnost, formira se unutarćelijski i vanćelijski led, koji narušava integritet ćelija, uzrokujući smrt ćelije. Nekoliko studija je izvestilo da bioaktivna jedinjenja prisutna u različitim vrstama ekstrakata iz A. nodosum mogu ublažiti stres niske temperature u biljkama. ANE je indukovao ekspresiju gena koji reaguju na hladnoću kao što su COR15A, RD29A i CBF3 koji dalje dovode do sinteze molekula koji pomažu biljci da preživi stress a to su: rastvorljivi šećeri, šećerni alkoholi, organske kiseline i lipofilne komponente kao što su masne kiseline. Akumulacija šećera pomaže biljkama da prevaziđu stres od smrzavanja igrajući važnu ulogu u stabilizaciji različitih bioloških komponenti, poput ćelijske membrane i organela vezanih za membranu.

Promena klimatskih uslova i intenzivna poljoprivredna praksa povećavaju pojavu zaraznih biljnih bolesti, uzrokujući smanjenje poljoprivredne produktivnosti. Biljne bolesti uzrokuju patogeni poput bakterija, gljivica i virusa koji narušavaju zdravlje biljaka, kao i njihovu produktivnost. Biljke su razvile nekoliko inducibilnih odbrambenih mehanizama kako bi odvratile ove patogene nakon infekcije. Zabeležene su dve vrste mehanizama otpornosti na bolesti u biljkama: sistemski stečeni otpor (SAR) i indukovani sistemski otpor (ISR). Prijavljeno je da su bioaktivna jedinjenja prisutna u ANE izazvala odbrambene reakcije protiv različitih patogena. Ova bioaktivna jedinjenja na bazi morskih algi izazivaju odbrambene reakcije protiv patogena delujući kao molekuli prajmera ili elicitori. Dalje je pokazano da je ekspresija gena imunološkog odgovora biljaka VRKI30, CIP71A12 i PR-1 (geni koji se aktiviraju u ranoj, srednjoj i kasnoj fazi imuniteta u biljci) regulisana pozitivno. Biljke se efikasnije bore sa patogenima jer je njihov imunuitet jači i otporniji, ovde govorimo o prirodnoj zaštiti koja dolazi od same jedinke. Bolje rečeno esktrakt alge biljci pomogne da unapredi svoje, već postojeće, mehanizme.

Kada se sumiraju svi efekti koji su dokazani eksperimentalno na više kultura biljaka, uviđamo da su biostimulatori na bazi morskih algi neizostavan deo u poljoprivrednoj praksi I kao takvi veoma poželjni.

Biostimulatori na bazi algi