Determinarea modificărilor structurale induse de stresul abiotic la speciile Galium şi Helichrysum prin microscopie sem

Abstract

Introducere. Speciile Galium şi Helichrysum sunt plante cu valoare biologică ridicată, bogate în metaboliţi secundari cu potenţial terapeutic. Expunerea la stres abiotic determină modificări structurale vizibile la nivel celular, ce pot fi evidenţiate prin microscopie SEM şi corelate cu mecanismele de adaptare. Scop. Evaluarea modificărilor morfologice ale speciilor Galium şi Helichrysum supuse stresului abiotic, utilizând microscopie electronică de baleiaj (SEM) pentru evidenţierea impactului. Material şi metode. Plantele au fost cultivate în condiţii controlate şi expuse la factori de stres abiotic, precum seceta, concentraţii variate de CO2 şi ozon. Probele vegetale au fost colectate şi analizate prin microscopie electronică de baleiaj (SEM), utilizând modul LVSTD, pentru a evidenţia detaliile structurale ale epidermei şi sto-matelor. Rezultate. Analizele SEM au evidenţiat diferenţe morfologice notabile între plantele martor şi cele expuse la stres abiotic. Modificările depind de factorul aplicat: stresul hidric a condus la închiderea stomatelor şi colaps parţial al celulelor epidermice, ca mecanism de conservare a apei. Expunerea la concentraţii ridicate de CO2 a fost asociată cu o densitate stomatală redusă, dar cu menţinerea integrităţii celulare, sugerând o adaptare eficientă. În schimb, stresul oxidativ generat de ozon a produs cele mai severe efecte, evidenţiate prin leziuni structurale, îngroşarea peretelui celular şi degradarea vizibilă a stomatelor. Concluzii. Modificările morfologice induse de stres abiotic pot influenţa conţinutul şi calitatea metaboliţilor secundari (compuşi fenolici, flavonoide, uleiuri esenţiale), aspect esenţial pentru dezvoltarea de extracte vegetale cu potenţial terapeutic şi utilizare în industria farmaceutică.

Introduction. Galium and Helichrysum species are biologically valuable plants, rich in secondary metabolites with therapeutic potential. Exposure to abiotic stress induces structural changes at the cellular level, which can be visualized through SEM microscopy and correlated with adaptation mechanisms. Objective. Assessment of the morphological changes in Galium and Helichrysum species exposed to abiotic stress, using scanning electron microscopy (SEM) to highlight the impact. Material and methods. The plants were grown under controlled conditions and exposed to abiotic stress factors such as drought, varying concentrations of carbon dioxide, and ozone. Plant samples were collected and analyzed using scanning electron microscopy (SEM) in LVSTD mode to highlight the structural details of the epidermis and stomata. Results. SEM analyses revealed notable morphological differences between control plants and those exposed to abiotic stress. The observed changes were dependent on the applied factor: water stress led to stomatal closure and partial collapse of epidermal cells as a water-conservation mechanism. Exposure to elevated carbon dioxide levels was associated with reduced stomatal density while maintaining cellular integrity, suggesting effective adaptation. In contrast, oxidative stress caused by ozone resulted in the most severe effects, including structural damage, thickening of the cell wall, and visible stomatal degradation. Conclusion. Morphological changes induced by abiotic stress can influence the content and quality of secondary metabolites (phenolic compounds, flavonoids, essential oils), which is essential for the development of plant extracts with therapeutic potential and applications in the pharmaceutical industry.