Los agrónomos de la RUDN y sus colegas de China e Irán ayudaron a los tomates a hacer frente al efecto tóxico del aluminio en suelos ácidos con la ayuda de la melatonina.
Esta hormona contribuye a la producción de óxido nítrico, bloqueando el metal tóxico y evitando que destruya las células vegetales. Los resultados se publican en el South African Journal of Botany .
En total, el 40% de los suelos aptos para la agricultura en la Tierra son ácidos. En suelos con alta acidez, el aluminio toma una forma soluble.
Ese metal tóxico no permite el crecimiento de una cosecha de alta calidad. El óxido de nitrógeno ayuda a las plantas a adaptarse al aluminio venenoso y ellas mismas lo producen. Los agrónomos de la RUDN y sus colegas de China e Irán han encontrado una manera de aumentar la liberación de este gas en las plantas utilizando melatonina.
«En suelos ácidos , el aluminosilicato se convierte en formas solubles de aluminio. Las plantas absorben estos compuestos tóxicos. El aluminio se combina con los componentes celulares y provoca la desintegración de la membrana celular, alterando las vías de señalización celular. Las plantas utilizan diferentes estrategias para lidiar con el aluminio. Una de las «El gas más importante de las plantas, el óxido nítrico, aumenta la resistencia al estrés, incluidos los metales pesados «, afirmó Meisam Zargar, doctor en ciencias agrícolas y profesor asociado del Departamento de Agrobiotecnología.
Para mejorar la producción de óxido nítrico en las plantas, los agrónomos decidieron utilizar melatonina. Es una hormona que regula los ritmos circadianos y el sistema antioxidante en animales y plantas. También se conoce su relación con la producción de óxido nítrico. Sin embargo, no estaba claro si la melatonina adicional ayudaría a las plantas a hacer frente a los efectos tóxicos del aluminio.
Para probar esto, los agrónomos plantaron semillas de tomate en un ambiente ácido. Después de siete días, fueron tratados en diferentes combinaciones y concentraciones con aluminio, melatonina y sal de potasio, que absorben el óxido nítrico. Después de 42 días, los agrónomos de la RUDN compararon los indicadores de las plantas.
La adición de aluminio (148 micromoles) aumentó el nivel de marcadores de estrés oxidativo (malondialdehído) y oxidantes agresivos. El crecimiento de estas plantas se ralentizó y el contenido de pigmentos fotosintéticos disminuyó. La adición de melatonina (150 micromoles) junto con aluminio activó la actividad de los antioxidantes. Protegieron las paredes celulares e impidieron que se destruyeran los pigmentos fotosintéticos.
Ha aumentado el contenido de óxido nítrico en las hojas y raíces de las plantas. Los agrónomos de RUDN sugirieron que la melatonina «bloqueaba» el aluminio en la raíz e impedía que avanzara hacia los tallos y las hojas. La sal de potasio, un absorbente de óxido nítrico, neutralizó el efecto protector de la melatonina. Por tanto, los autores concluyeron que el principal componente de protección es precisamente el óxido nítrico.
«La melatonina aumentó la actividad de las enzimas antioxidantes en raíces y hojas. Esto minimizó el estrés oxidativo y protegió la membrana celular . Los resultados indican la participación del óxido nítrico en reacciones protectoras. Hemos demostrado que la melatonina contribuye a la adaptación de las semillas de tomate a los tóxicos. efectos del aluminio a través de la regulación del óxido nítrico «, dijo Zargar.
Más información: Abazar Ghorbani et al, La señalización del óxido nítrico mediada por melatonina mejora la adaptación de las plantas de tomate al estrés por aluminio, South African Journal of Botany (2023). DOI: 10.1016/j.sajb.2023.09.031
