La melatonina es una hormona que se encuentra en los tres dominios de la vida: bacterias, arqueas y eucariotas. Es más conocida como la hormona que ayuda a regular el ciclo del sueño de los humanos, sin embargo, la melatonina tiene diferentes funciones en las plantas. Principalmente, se ha informado que activa varios eventos de señalización durante las respuestas de las plantas a condiciones de estrés abiótico y biótico, lo que ayuda a protegerlas en condiciones estresantes. Los estudios científicos han encontrado que la melatonina puede inducir la tolerancia a varias condiciones de estrés abiótico, incluidos los metales pesados, las altas temperaturas y la salinidad.

Durante el estrés, la melatonina mejora múltiples respuestas adaptativas en las plantas. Puede aumentar la conductancia estomática, la fotosíntesis y la transpiración, aumentar la absorción de nutrientes y promover el metabolismo del azúcar. También regula al alza los procesos que previenen el daño oxidativo en las células, incluida la síntesis de antioxidantes y la eliminación de especies reactivas de oxígeno. Sin embargo, los mecanismos subyacentes de la melatonina para aliviar el estrés por sequía rara vez se han investigado en los cultivos. Específicamente, se sabe poco acerca de si la aplicación foliar o rizosférica de melatonina mejora o no la tolerancia al estrés.

Efectos de la aplicación de melatonina en la apariencia fenotípica de plantas de soja cultivadas en condiciones normales y de estrés por sequía. Los términos FM50 y FM100 se refieren a la aplicación de 50 µM y 100 µM de melatonina al follaje, respectivamente, mientras que RM50 y RM100 se refieren a la aplicación de 50 µM y 100 µM de melatonina a la zona radicular, respectivamente. Crédito de la imagen: Imran et al.

En su nuevo estudio publicado en AoBP, Imran et al. investigar los roles de la aplicación exógena de melatonina (zona foliar o radicular) para mejorar la tolerancia al estrés por sequía de la soja (Glycine max) plántulas. Sus resultados mostraron que el tratamiento previo de las plántulas de soja con melatonina mitiga significativamente los efectos negativos del estrés por sequía en los parámetros relacionados con el crecimiento de las plantas y el contenido de clorofila. Los impactos beneficiosos contra la sequía fueron más pronunciados por la aplicación de melatonina en la rizósfera que en los tratamientos foliares. La mayor tolerancia inducida por la melatonina podría atribuirse a una mejor actividad fotosintética, reducción del ácido abscísico y daño oxidativo inducido por la sequía al reducir la acumulación de especies reactivas de oxígeno y malondialdehído.

Este estudio demostró que la mejora inducida por la melatonina en la tolerancia al estrés por sequía en las plantas de soja se asoció con un mejor funcionamiento de la maquinaria de defensa antioxidante y la eliminación del peróxido de hidrógeno, lo que alivió el daño oxidativo causado por el estrés por sequía. La aplicación de melatonina en la zona de la raíz resultó en una regulación fisiológica y fitohormonal significativamente mayor que la aplicación foliar. Este podría ser un factor esencial que determine la viabilidad de la aplicación de melatonina a niveles de campo a gran escala. Sin embargo, los hallazgos Imran et al. proporcionar buena evidencia del papel fisiológico de la melatonina y servir como plataforma para posibles aplicaciones en campos de investigación agrícolas o relacionados.