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Salicylic acid improves growth and essential oil accumulation in two Nepeta cataria chemotypes under water stress conditions

Hussein Said-Al Ahl Sabra Ali S. Hegazy Mona H.
Articolo Immagine
ISSN:
2038-5625
Rivista:
Italian Journal of Agrometeorology
Anno:
2016
Numero:
1
Fascicolo:
Italian Journal of Agrometeorology N.1/2016
DOI:
10.19199/2016.1.2038-5625.025

Un esperimento in vaso è stato effettuato nel corso di due stagioni consecutive per studiare gli effetti dei trattamenti di stress idrico (vasi riportati a capacità di campo quando l’umidità del terreno scende rispettivamente fino 40, 60, e 80% dell’acqua utile ASM, di seguito indicati come 40 ASM, 60 ASM e 80 ASM) e acido salicilico (SA) con applicazione fogliare (0 e 200 mg/L, qui di seguito indicati come 0 SA e 200 SA) sulla crescita, la percentuale di olio essenziale e la composizione di due tipi di Nepeta (Nepeta cataria e Nepeta cataria var. citriodora) in serra. Parametri di crescita (altezza della pianta, numero di steli e foglie fresche peso/pianta) e resa in olio essenziale (ml / pianta) in due tagli sono diminuiti significativamente all’aumentare dei livelli di stress idrico, mentre la percentuale di olio essenziale è stata stimolata in risposta a stress idrico. D’altra parte, l’applicazione di SA ha contrastato gli effetti negativi dello stress idrico. Nepeta cataria var. citriodora ha dato luogo a valori più alti per tutte le variabili studiate rispetto a Nepeta cataria. La crescita massima e la resa in olio essenziale sono state ottenute con 80 ASM + 200 SA. Al contrario, il trattamento 40 ASM + 200 SA hanno dato il miglior risultato per la percentuale di olio essenziale nei due tipi di Nepeta. Geraniolo, nerale, geraniale, nepetalactone e citronellolo sono stati i principali composti marcatori in Nepeta cataria, considerando citronellolo, geraniolo, nerale, geraniale e miristicina erano i principali composti in Nepeta cataria var. citriodora nei due tagli. Le più alte percentuali di citronellolo e geraniolo sono state registrate dal trattamento 80 ASM + 200 SA, mentre la percentuale più elevata di nerali è stata registrata a 40 ASM + 200 SA nel primo taglio di Nepeta cataria e nel secondo taglio di Nepeta cataria var. citriodora. Inoltre il geraniolo nel 1° taglio è stato migliorato da 60 e 40 ASM + 200 SA in Nepeta cataria e Nepeta cataria var. citriodora rispettivamente. Questo studio ha dimostrato che l’accumulo di oli essenziali in chemiotipi Nepeta è influenzata dal livello di stress idrico e le sue variazioni stagionali. In questo contesto, Nepeta cataria var. citriodora ha mostrato prestazioni superiori per la crescita e la produzione di olio essenziale rispetto a Nepeta cataria. Si può concludere da questo studio che l’applicazione di SA potrebbe essere un approccio pratico per migliorare le prestazioni e migliorare l’accumulo di composti essenziali precursori di oli essenziali negli impianti di Nepeta sottoposti a stress idrico. Parole chiave: olio essenziale, Nepeta cataria, Nepeta cataria var. citriodora, acido salicilico, stress idrico.

A pot experiment was carried out during two successive seasons to study the effects of three water stress treatments (pots irrigated to reach field capacity FC when soil moisture drops until 40, 60, and 80% of available soil moisture ASM, hereafter reported as 40 ASM, 60 ASM and 80 ASM) and salicylic acid (SA) foliar application (0 and 200 mg/L, hereafter 0 SA and 200 SA) on growth, essential oil percentage and composition of two types of Nepeta (Nepeta cataria and Nepeta cataria var. citriodora) under greenhouse conditions. Growth characteristics (plant height, number of branches and herb fresh weight/plant) and essential oil yield (mL/plant) in two cuts were significantly decreased with the rise in water stress levels, while essential oil percentage was stimulated in response to water stress. On the other hand, application of SA counteracted the adverse effects of water stress. Nepeta cataria var. citriodora gave higher values for all growth parameters (essential oil % and oil yield) than Nepeta cataria. The maximum growth and essential oil yield were obtained from plants treated with 80 ASM + 200 SA. On the contrary, 40 ASM + 200 SA gave the best result for the essential oil percentage in the two types of Nepeta. Geraniol, neral, geranial, nepetalactone and citronellol were the major marker compounds in Nepeta cataria, whereas, citronellol, geraniol, neral, geranial and myristicin were the major compounds in Nepeta cataria var. citriodora in the two cuts. The highest citronellol and geraniol percentages were recorded from 80 ASM and 200 SA treatment, while the highest neral percentage was recorded at 40 ASM + 200 SA in the first cut of Nepeta cataria and in the second cut of Nepeta cataria var. citriodora. In addition, geraniol % in the first cut was enhanced by 60 and 40 ASM + 200 SA in Nepeta cataria and Nepeta cataria var. citriodora, respectively. This study showed that the accumulation of essential oil constituents in Nepeta chemotypes is influenced by the level of water stress as well as its seasonal variations. In this context, Nepeta cataria var. citriodora showed superior performance for growth and essential oil production than Nepeta cataria. It can be concluded that the application of SA could be a practical approach for improving the performance and enhancing the accumulation of essential oil marker compounds in Nepeta plants under drought stress. Keywords: essential oil, Nepeta cataria, Nepeta cataria var. citriodora, salicylic acid, water stress.