Melatonina avança como ferramenta agrícola

A melatonina ganha destaque na agricultura por estimular o crescimento das plantas e reduzir danos causados por estresses ambientais. Pesquisadores relatam que, enquanto o hormônio induz o sono em humanos, ele ativa processos fisiológicos que aceleram o desenvolvimento vegetal.

Abdul Latif Khan, professor da Universidade de Houston, afirma que a melatonina promove crescimento e reduz efeitos de estresses abióticos. Estudos mostram que o hormônio regula processos dependentes do relógio biológico vegetal. Essa regulação ajusta expressão gênica, metabolismo e estabilidade de proteínas, o que afeta fotossíntese, florescimento, formação de sementes e respostas a estresses.

Síntese de melatonina

As plantas sintetizam melatonina por vias metabólicas próprias. Pesquisadores descrevem enzimas envolvidas nessas rotas e apontam diferenças entre espécies, tecidos e estágios de desenvolvimento. Além da produção interna, microrganismos presentes na rizosfera também sintetizam o hormônio. Esses microrganismos elevam a disponibilidade de melatonina no solo, ampliam a absorção pelas plantas e reforçam a tolerância ao estresse.

Pesquisa indica que a melatonina interage com diversos hormônios vegetais. O hormônio modula rotas ligadas a auxinas, ácido abscísico, etileno, citocininas, giberelinas, ácido salicílico e jasmonatos. Essas interações influenciam germinação, crescimento radicular, desenvolvimento de frutos e defesa contra patógenos.

Usos agrícolas

Cientistas também destacam que microrganismos produtores de melatonina podem atuar como ferramentas agrícolas. Diversas bactérias e leveduras sintetizam o hormônio e aumentam a tolerância das plantas à seca, salinidade, metais pesados e déficit nutricional. Em alguns casos, esses microrganismos elevam pigmentos fotossintéticos e fortalecem sistemas antioxidantes.

Pesquisas relatam que o hormônio modifica comunidades microbianas do solo. A aplicação externa de melatonina aumenta a atividade enzimática, melhora o ciclo de nutrientes e reduz fungos patogênicos. Em paralelo, promove bactérias ligadas à fixação de nitrogênio, solubilização de fósforo e resistência a estresses.

Melatonina no solo

O avanço da biotecnologia permite criar microrganismos para produzir melatonina. As equipes citadas no artigo reconstruíram vias metabólicas em bactérias e leveduras, ajustando enzimas e cofatores para elevar a produção do composto em fermentações. Esses microrganismos podem atuar como bioinsumos capazes de liberar melatonina no solo conforme a planta enfrenta estresse.

Todavia, cientistas apontam limitações. A melatonina sintética possui custo elevado para uso em larga escala e a aplicação direta enfrenta instabilidade à luz e ao pH do solo. Microrganismos produtores surgem como alternativa, mas sua eficiência depende de colonização, competição com comunidades nativas e regulamentação para organismos geneticamente modificados.

Outras informações em doi.org/10.1016/j.isci.2025.113704