Agronomi Univerziteta RUDN i kolege iz Kine i Irana pomogli su paradajzu da se izbori sa toksičnim dejstvom aluminijuma u kiselim zemljištima uz pomoć melatonina. Ovaj hormon doprinosi proizvodnji azotnog oksida, blokirajući toksični metal i sprečavajući ga da uništi biljne ćelije. Rezultati su objavljeni u Južnoafričkom časopisu za botaniku.
Ukupno, 40% zemljišta pogodnih za poljoprivredu na Zemlji je kiselo. U zemljištima sa visokom kiselinom, aluminijum uzima rastvorljiv oblik. Taj otrovni metal ne dozvoljava rast visokokvalitetnog useva. Azot-oksid pomaže biljkama da se prilagode otrovnom aluminijumu, a one ga same proizvode. Agronomi RUDN-a i kolege iz Kine i Irana pronašli su način da povećaju oslobađanje ovog gasa u biljkama koristeći melatonin.
„U kiselim zemljištima, aluminosilikat se pretvara u rastvorljive oblike aluminijuma. Biljke apsorbuju ova toksična jedinjenja. Aluminijum se kombinuje sa ćelijskim komponentama i provocira dezintegraciju ćelijske membrane, ometajući ćelijske signalne puteve. Biljke koriste različite strategije da se nose sa aluminijumom. Jedan od najvažniji gasovi u biljkama — azotni oksid — povećavaju otpornost na stres, uključujući teške metale“, rekao je Meisam Zargar, doktor poljoprivrednih nauka i vanredni profesor Agrobiotehnološkog odeljenja.
Da bi poboljšali proizvodnju azotnog oksida u biljkama, agronomi su odlučili da koriste melatonin. To je hormon koji reguliše cirkadijalne ritmove i antioksidativni sistem kod životinja i biljaka. Poznata je i njegova veza sa proizvodnjom azot-oksida. Međutim, nije bilo jasno da li će dodatni melatonin pomoći biljkama da se nose sa toksičnim efektima aluminijuma.
Da bi to testirali, agronomi su posadili seme paradajza u kiseloj sredini. Posle sedam dana tretirani su u različitim kombinacijama i koncentracijama aluminijumom, melatoninom i kalijumom, koji apsorbuju azot-oksid. Posle 42 dana, agronomi RUDN-a uporedili su indikatore biljaka.
Dodatak aluminijuma (148 mikromola) povećao je nivo markera oksidativnog stresa — malondialdehida — i agresivnih oksidanata. Rast ovih biljaka je usporen, a sadržaj fotosintetskih pigmenata smanjen. Dodatak melatonina (150 mikromola) zajedno sa aluminijumom aktivirao je aktivnost antioksidanata. Štitili su ćelijske zidove i sprečili uništavanje fotosintetskih pigmenata.
Povećan je sadržaj azotnog oksida u lišću i korenu biljaka. Agronomi RUDN-a sugerisali su da melatonin „blokira“ aluminijum u korenu i spreči ga da napreduje u stabljike i listove. Kalijumova so, apsorber azotnog oksida, neutralisala je zaštitni efekat melatonina. Stoga su autori zaključili da je glavna komponenta zaštite upravo azot oksid.
„Melatonin je povećao aktivnost antioksidativnih enzima u korenu i lišću. Time je minimiziran oksidativni stres i zaštićena ćelijska membrana. Rezultati ukazuju na učešće azot-oksida u zaštitnim reakcijama. Pokazali smo da melatonin doprinosi adaptaciji semena paradajza na toksične efekte. efekte aluminijuma kroz regulaciju azotnog oksida“, rekao je Zargar.
