Aplicación exógena de melatonina en plantas.
La melatonina como antistressor abiótico.
Las excelentes propiedades de la melatonina como molécula antioxidante se han demostrado ampliamente in vitro e in vivo, principalmente en estudios con animales. La melatonina actúa como un eficaz eliminador de radicales libres contra moléculas reactivas peligrosas, como radicales hidroxilo, peróxido de hidrógeno, ácido hipocloroso, ácido nítrico.
Óxido, anión de peroxinitrito, ácido peroxinitroso y radical peroxilo lipídico, entre otros. Por lo tanto, la melatonina se comporta como un generoso eliminador de especies reactivas al oxígeno y nitrógeno reactivo (ROS y RNS). Además, la melatonina actúa como un regulador de muchas enzimas redox en los tejidos animales, regula las enzimas antioxidantes, como las catalasas, las peroxidasas y las superóxido dismutasas, y las enzimas prooxidantes, como las sintasas de óxido nítrico y las lipoxigenas, contribuyen a su acción. un agente antiinflamatorio, anticancerígeno y geroprotector, entre otras disfunciones patológicas
A la luz de sus antecedentes descritos en animales y después de la detección de melatonina en plantas, pronto se estudiaron los posibles efectos que el tratamiento con la melatonina exógena podría tener en diferentes situaciones de estrés abiótico.
De los estudios iniciales en células de cultivo de zanahoria (Daucus carota) donde la presencia de melatonina exógena atenuó la apoptosis inducida por el frío, se postuló el posible papel protector de la melatonina en las plantas contra los estresores abióticos. Así, muchas situaciones de estrés han sido analizadas. Destacan los estudios en plantas de arvejas (Pisum sativum), donde la aplicación de melatonina exógena a un suelo contaminado con cobre mejoró la tolerancia y supervivencia de las plantas. Además, el tratamiento previo de semillas con melatonina redujo la toxicidad del cobre en las plántulas de repollo colorado (Brassica oleracea rubrum). Las semillas de pepino pretratadas con melatonina mejoran su tasa de germinación durante el estrés por frío con respecto a las semillas no tratadas. Además, la melatonina mejoró la supervivencia del callo crioconservado de la Crassulaceae Rhodiola crenulata, una hierba tibetana tradicional que crece en condiciones extremas de frío, poco oxígeno y mucha altitud, y radiación UV intensa. En otro caso, las plantas de pepino con escasez de agua tratadas con melatonina mostraron un claro aumento de la tasa de germinación de la semilla y la raíz de crecimiento, lo que indica que la aplicación de la melatonina minimiza indujo estrés de agua.
Cuando las plántulas de manzana (Malus hupehensis) tratadas previamente con melatonina se sometieron a estrés salino, altura de brotes, número de hojas, contenido de clorofila y pérdida de electrolitos, las plantas se vieron menos afectadas por el estrés salino en comparación con las plantas no tratadas. Curiosamente, los niveles de peróxido de hidrógeno se redujeron a la mitad, las enzimas metabolizadoras de ROS (especies reactivas al oxígeno, ascorbato peroxidasa, catalasa y peroxidasa fueron inducidas) y los transportadores de Na + y K + (NHX1 y AKT1) fueron regulados al alza, lo que ayudaría a aliviar la inhibición inducida por solución salina. La presencia de melatonina en los medios de precultivo y recrecimiento mejoró el crecimiento de brotes congelados de olmo americano (Ulmus americana), lo que demuestra la utilidad de la melatonina para el almacenamiento a largo plazo de germoplasma para el cultivo de células vegetales.