Мелатонин пробуждает растения, стимулируя рост и повышая устойчивость к стрессу
Инженеры из Университета Хьюстона сообщают, что в то время как мелатонин помогает нам засыпать, он "пробуждает" растения, способствуя их росту.
Мелатонин — гормон, вырабатываемый в мозге и синтезируемый искусственно, — принимают примерно 27% взрослых в США для регуляции циркадных ритмов.
"Мелатонин стал ключевой молекулой в сельском хозяйстве благодаря своей способности стимулировать рост растений и смягчать абиотические стрессы", — говорит доцент Абдул Латиф Хан.
Исследование опубликовано в журнале iScience. Первый автор статьи — аспирант Имад Айяз.
Как мелатонин влияет на биологию растений
"У растений внутренние часы могут регулировать фазу различных биологических процессов, таких как экспрессия генов, метаболическая регуляция и стабильность белков, чтобы синхронизироваться с суточными и/или сезонными циклами", — поясняет Айяз. Это усиливает фотосинтез и темпы роста, а также может влиять на цветение, урожайность семян и реакции на стрессы.
Как и люди, растения производят собственный мелатонин, а также получают его от микроорганизмов, живущих у корней и также вырабатывающих этот гормон.
"Микробы, производящие мелатонин, могут обогащать почвы, повышая доступность, поглощение и транспорт мелатонина в растениях для улучшения стрессоустойчивости и роста", — говорит Хан. В статье рассматривается современное понимание биосинтеза мелатонина у растений и микробов, его экологических и физиологических ролей, а также перспективы совместного использования разных микробов для транспорта мелатонина.
Потенциальное применение в сельском хозяйстве
В статье подчеркивается, что стратегии на основе мелатонина являются устойчивыми инструментами для управления урожаем, и намечаются будущие направления для сельскохозяйственного применения. В частности, речь идет о создании генетически модифицированных штаммов, производящих мелатонин, для защиты растений от болезней, засухи и других токсинов.
Исследователи согласны, что изучение мелатонина у растений должно выйти за рамки только популярных пищевых и лекарственных культур.
"Пока что большинство работ сосредоточено на видах, важных для сельского хозяйства или здоровья, но мы очень мало знаем о том, как мелатонин работает у диких растений или растений, имеющих культурную ценность. Изучение этих упущенных из виду растений может помочь нам понять, как мелатонин помогает им выживать в суровых условиях или адаптироваться к изменениям в природе", — заключает Хан.