Мелатонин ингибирует прорастание семян посредством перекрёстного взаимодействия с абсцизовой кислотой, гиббереллином и ауксином у арабидопсиса

Прорастание семян — важный этап развития в жизненном цикле семенных растений, регулируемый сложными сигнальными механизмами. Мелатонин представляет собой сигнальную молекулу, участвующую в регуляции прорастания семян в стрессовых условиях, однако лежащие в основе этого процесса механизмы в значительной степени неизвестны. В настоящем исследовании показано, что низкие концентрации мелатонина (10 или 100 мкМ) не влияли на прорастание семян арабидопсиса, тогда как при повышении концентрации до 500 или 1000 мкМ прорастание существенно подавлялось. Анализ РНК-секвенирования показал, что регуляция прорастания семян мелатонином связана с фитогормонами — абсцизовой кислотой (АБК), гиббереллином и ауксином. Дальнейшее исследование выявило синергическое подавление прорастания семян абсцизовой кислотой и мелатонином, тогда как гиббереллин и ауксин ослабляли ингибирующее действие мелатонина. Нарушение функционирования генов ферментов биосинтеза мелатонина — серотонин-N-ацетилтрансферазы (SNAT) или N-ацетилсеротонинметилтрансферазы (ASMT) — ускоряло прорастание семян, тогда как сверхэкспрессия ASMT подавляла его. Таким образом, полученные данные расширяют представления о функции и механизмах действия мелатонина при регуляции прорастания семян у арабидопсиса.