Агрономы РУДН и коллеги из Китая и Ирана помогли томатам справиться с токсическим действием алюминия в кислых почвах с помощью мелатонина.
Этот гормон способствует выработке оксида азота, блокируя токсичный металл и не позволяя ему разрушать растительные клетки. Результаты опубликованы в Южноафриканском журнале ботаники.
40% почв, пригодных для сельского хозяйства на Земле, кислые. В почвах с повышенной кислотностью алюминий переходит в растворимую форму. Этот токсичный металл не позволяет вырастить качественный урожай. Оксид азота помогает растениям адаптироваться к ядовитому алюминию. Они производят его сами. Агрономы РУДН и коллеги из Китая и Ирана нашли способ увеличить выделение этого газа в растениях с помощью мелатонина.
«В кислых почвах алюмосиликат превращается в растворимые формы алюминия. Растения поглощают эти токсичные соединения. Алюминий соединяется с компонентами клеток и провоцирует распад клеточной мембраны, нарушая клеточные сигнальные пути. Растения используют разные стратегии борьбы с алюминием», - рассказал Мейсам Заргар, доктор сельскохозяйственных наук, доцент кафедры агробиотехнологии.
Чтобы усилить выработку оксида азота растениями, агрономы решили использовать мелатонин. Это гормон, который регулирует циркадные ритмы и антиоксидантную систему у животных и растений. Известна также его связь с производством оксида азота. Однако неясно, поможет ли дополнительный мелатонин растениям справиться с токсическим воздействием алюминия. Чтобы проверить это, агрономы посадили семена томатов в кислую среду. Через семь дней их обрабатывали в разных сочетаниях и концентрациях алюминием, мелатонином и калиевой солью, поглощающей оксид азота. Через 42 дня агрономы РУДН сравнили показатели растений.
Добавление алюминия (148 микромолей) повышало уровень маркеров окислительного стресса — малонового диальдегида — и агрессивных оксидантов. Рост этих растений замедлился, а содержание фотосинтетических пигментов снизилось. Добавление мелатонина (150 микромолей) вместе с алюминием активировало активность антиоксидантов. Они защищали клеточные стенки и предотвращали разрушение фотосинтетических пигментов. Увеличилось содержание оксида азота в листьях и корнях растений. Агрономы РУДН предположили, что мелатонин «блокировал» алюминий в корне и не давал ему продвигаться в стебли и листья. Калийная соль, поглотитель оксида азота, нейтрализует защитное действие мелатонина. Поэтому авторы пришли к выводу, что основным компонентом защиты является именно оксид азота.
«Мелатонин повышал активность антиоксидантных ферментов в корнях и листьях. Это минимизировало окислительный стресс и защищало клеточную мембрану. Результаты указывают на участие оксида азота в защитных реакциях. Мы показали, что мелатонин способствует адаптации семян томатов к токсическим веществам», — рассказал Мейсам Заргар.
Спасибо, что читаете «Капитал страны»! Получайте первыми самые важные новости в нашем Telegram-канале или Вступайте в группу в «ВКонтакте» или в «Одноклассниках»