Опосредованная мелатонином устойчивость растений к температурному стрессу

Глобальные изменения климата приводят к экстремальным температурам и значительному снижению урожайности сельскохозяйственных культур, что способствует распространению продовольственной нестабильности во всем мире. Экстремальные температуры, включая тепловой и холодовой стресс, относятся к наиболее значимым факторам, ограничивающим рост и развитие растений, и оказывают выраженное неблагоприятное влияние на их физиологические, биохимические и молекулярные процессы. Биостимуляторы, такие как мелатонин (MET), выполняют многофункциональную роль «защитной молекулы», предохраняя растения от повреждающего воздействия температурного стресса. Обработка мелатонином улучшает рост растений и повышает их устойчивость к температурному стрессу за счет усиления различных механизмов защиты. Современные исследования также показывают, что мелатонин взаимодействует с другими молекулами, включая фитогормоны и газообразные сигнальные молекулы, что способствует адаптации растений к температурному стрессу. Генетическая инженерия с использованием гиперэкспрессии генов биосинтеза мелатонина или системы CRISPR/Cas повышает его содержание в трансгенных растениях и усиливает устойчивость к температурному стрессу. В этом обзоре освещается ключевая роль мелатонина в растениеводстве и повышении устойчивости растений к температурному стрессу. Систематизированы данные о взаимодействии мелатонина с другими молекулами, ослабляющем последствия температурного стресса. Молекулярная селекция с использованием мелатонина обладает значительным потенциалом для уменьшения неблагоприятных последствий температурного стресса за счет создания трансгенных растений.