The combined approaches between ex situ and in situ conservation are of great importance for threatened species in urgent need of protection. This study aims to develop concrete actions to preserve the relic of 30 adult trees of the Sicilian fir (Abies nebrodensis) from extinction using long-term germplasm conservation in liquid nitrogen (LN, −196 °C). Pollen grains were collected, and their moisture content (MC) was measured. Then, viability (2,3,5-tryphenyl tetrazolium chloride, TTC), in vitro germinability, and enzymatic antioxidant activity (ascorbate peroxidase, APX; catalase, CAT) were evaluated before and after cryopreservation. Seeds collected from mature cones underwent X-ray analysis, and only full seeds were used to excise the zygotic embryos (ZEs) for cryopreservation. The MC percentage of ZEs was determined, and then they were plunged in LN with (+PVS2) or without (−PVS2) Plant Vitrification Solution 2; untreated ZEs were used as a control. Viability (TTC test) and in vitro germination were assessed for all ZEs (+PVS2, −PVS2, and control). Embryogenic callus (EC) lines obtained from mature ZEs were cryopreserved applying the ‘encapsulation-dehydration’ technique. This study has allowed, after optimizing cryopreservation protocols for pollen, ZEs, and EC of A. nebrodensis, to establish the first cryobank of this endangered species in Polizzi Generosa (Palermo, Italy), inside the ‘Madonie Regional Park’. The strategy developed for Sicilian fir conservation will pave the way for similar initiatives for other critically endangered conifer species.

This study investigates the influence of cadmium (Cd) stress on the micropropagation of Goji Berry (Lycium barbarum L.) across three distinct genotypes (ERU, NQ1, NQ7), employing an array of machine learning (ML) algorithms, including Multilayer Perceptron (MLP), Support Vector Machines (SVM), Random Forest (RF), Gaussian Process (GP), and Extreme Gradient Boosting (XGBoost). The primary motivation is to elucidate genotype-specific responses to Cd stress, which poses significant challenges to agricultural productivity and food safety due to its toxicity. By analyzing the impacts of varying Cd concentrations on plant growth parameters such as proliferation, shoot and root lengths, and root numbers, we aim to develop predictive models that can optimize plant growth under adverse conditions. The ML models revealed complex relationships between Cd exposure and plant physiological changes, with MLP and RF models showing remarkable prediction accuracy (R2 values up to 0.98). Our findings contribute to understanding plant responses to heavy metal stress and offer practical applications in mitigating such stress in plants, demonstrating the potential of ML approaches in advancing plant tissue culture research and sustainable agricultural practices.

Jujube is an underutilized fruit having high maturity variation at harvest. Investigations were made on eight different cultivars of jujube (Umran, Karela, Gurrh, Amrodia, Mehmood Wali, Aakash, Foladi and Khubani) for changes in antioxidative enzymatic activities, phytochemical functions and proximate composition with respect to different harvest maturity stages (M1: mature green, M2: yellow and M3: crispy brown) under postharvest ambient conditions (25±2 °C; 60 %-65 % RH) at three shelf intervals (1, 3 and 5 d). Significant genotypic and maturity related variation was recorded regarding studied attributes. The fruit of cv. ʽKhubani' had better attributes among the cultivars evaluated. The mature jujube fruit had higher peroxidase (POD) and catalase (CAT) activity and more protein, total soluble solids (TSS), ash, crude fat and fiber than early mature stages. Over time, the ascorbic acid (vitamin C), titratable acidity (TA), total phenolic (TPC), total antioxidant capacity (TAC), crude protein, crude fiber, moisture, crude fat and activity of antioxidative enzymes [CAT and superoxide dismutase (SOD)] exhibited a significant decline; while increase was recorded in TSS, pH and POD activity. Overall, this work identified that jujube's antioxidative, biochemical and proximate properties are significantly influenced by cultivar, fruit harvest maturity and duration of postharvest handling under ambient shelf.

Nanotechnology is a vital domain for improving growth, productivity, and abiotic stress resistance of horticultural crops. In this study, semi-spherical shaped biogenic AgNPs with size ranging between 21 nm and 48 nm were synthesized using rambutan fruit extract and characterized using SEM and TEM, and beneficial effects of AgNPs on salt-treated marigold (Calendula officinalis L. cv. Orange King) plants were evaluated. Plants were grown in pots filled with sandy loam soil until reaching up to six leaves and then irrigated with water containing 100 mM NaCl. After a week of salt stress, foliar spray treatments with AgNPs were performed three times every 20 days. Results showed that shoot and root dry weights and total chlorophyll content of salt-stressed plants decreased more than 35 % compared to non-stressed plants, but oxidative biomarkers including electrolyte leakage (EL) and concentrations of malondialdehyde (MDA) and hydrogen peroxide (H2O2) substantially increased. Foliar spraying of AgNPs decreased EL and proline contents, increased leaf chlorophyll and protein contents, and alleviated the growth inhibition of salt-stressed plants. The amelioration of salt stress was accompanied by changes in the activities of antioxidant enzymes (SOD, APX, CAT, POD, PPO, and PAL) and reduction of MDA and H2O2 concentrations. Floral secondary metabolites including carotenoids, total flavonoids, total phenols, as well DPPH improved in response to application of AgNPs. Our data suggest that AgNPs were able to alleviate negative effects of salt stress on marigold plants through its ability to produce enzymatic and nonenzymatic antioxidants. Thus, foliar application of AgNPs could be a viable solution to improve its growth and edible flowers production when grown in salt affected soils.

Plant small molecules, such as nitric oxide (NO) and melatonin (MN) as natural and human health-friendly compounds, play important roles in the mitigation of abiotic stresses in plants. Heavy metals such as chromium (Cr) are hazardous for the survival of ornamentals, especially edible flowers. This study evaluated the effects of NO (50 µM; sourced as sodium nitroprusside) and MN (50 µM) applied two times through foliar spraying at 1-week intervals on alleviating Cr (120 μM; K2Cr2O7)-induced oxidative stress in edible flowers of Calendula officinalis cv. Orange King. Cr stress decreased plant dry mass, leaf SPAD values, net photosynthetic rates, and the maximum photochemical quantum yield (Fv/Fm), and increased the oxidative stress markers. The individual application of NO or MN significantly mitigated the adverse effects, and the combined application of NO and MN synergistically enhanced plant tolerance to Cr stress, including increased activities of antioxidant enzymes in plants and concentrations of carbohydrate, ascorbic acid, sugar, total protein, as well as ash contents of edible flowers. The co-application also significantly elevated the concentrations of total phenolics, flavonoids, free reducing power, antioxidant capacity DPPH, and total carotenoids in Cr-treated plants compared with those in Cr-stressed plants. Additionally, the essential oil contents in flowers increased in response to the signaling molecule treatment under Cr stress. Compared with individual applications, the co-application of NO and MN had more significant effects. Our results indicate that the combination of signaling molecules, such as MN and NO, can not only increase the biomass of edible calendula plants but also improve flower quality for use as a novel food.