A melatonina é um hormônio encontrado em todos os três domínios da vida - Bactérias, Archaea e Eukaryota. É mais conhecida como o hormônio que ajuda a regular o ciclo do sono dos humanos, porém, a melatonina tem diferentes funções nas plantas. Principalmente, foi relatado que ativa vários eventos de sinalização durante as respostas das plantas a condições de estresse abiótico e biótico, ajudando a protegê-las sob condições estressantes. Estudos científicos descobriram que a melatonina pode induzir tolerância a várias condições de estresse abiótico, incluindo metais pesados, alta temperatura e salinidade.

Durante o estresse, a melatonina aumenta as múltiplas respostas adaptativas nas plantas. Pode aumentar a condutância estomática, a fotossíntese e a transpiração, aumentar a absorção de nutrientes e promover o metabolismo do açúcar. Também regula positivamente os processos que previnem o dano oxidativo nas células, incluindo a síntese de antioxidantes e a eliminação de espécies reativas de oxigênio. No entanto, os mecanismos subjacentes da melatonina no alívio do estresse hídrico raramente foram investigados nas lavouras. Especificamente, pouco se sabe se a aplicação foliar ou rizosférica de melatonina melhora a tolerância ao estresse ou não.

Efeitos da aplicação de melatonina na aparência fenotípica de plantas de soja cultivadas em condições normais e de estresse hídrico. Os termos FM50 e FM100 referem-se à aplicação de 50 µM e 100 µM de melatonina na folhagem, respectivamente, enquanto RM50 e RM100 referem-se à aplicação de 50 µM e 100 µM de melatonina na zona da raiz, respectivamente. Crédito da imagem: Imran et al.

Em seu novo estudo publicado em AoBP, Imran et ai. investigar os papéis da aplicação de melatonina exógena (foliar ou zona radicular) na melhoria da tolerância ao estresse hídrico da soja (Glicina max) mudas. Seus resultados mostraram que o pré-tratamento de mudas de soja com melatonina mitigou significativamente os efeitos negativos do estresse hídrico nos parâmetros relacionados ao crescimento da planta e no teor de clorofila. Os impactos benéficos contra a seca foram mais pronunciados pela aplicação de melatonina na rizosfera do que nos tratamentos foliares. A tolerância aumentada induzida pela melatonina pode ser atribuída à atividade fotossintética melhorada, redução do ácido abscísico e danos oxidativos induzidos pela seca, diminuindo o acúmulo de espécies reativas de oxigênio e malondialdeído.

Este estudo demonstrou que a melhora induzida pela melatonina na tolerância ao estresse hídrico em plantas de soja foi associada ao melhor funcionamento da maquinaria de defesa antioxidante e à eliminação de peróxido de hidrogênio, que aliviou o dano oxidativo causado pelo estresse hídrico. A aplicação de melatonina na zona radicular resultou em regulação fisiológica e fitohormonal significativamente maior do que a aplicação foliar. Este pode ser um fator essencial para determinar a viabilidade da aplicação de melatonina em níveis de campo em larga escala. No entanto, as descobertas de Imran et ai. fornecem boas evidências para o papel fisiológico da melatonina e servem como uma plataforma para possíveis aplicações em campos de pesquisa agrícolas ou relacionados.