メラトニン：植物の発達とストレス応答のマスターレギュレーター

Melatonin: a master regulator of plant development and stress responses.

• Chengliang Sun
• Lijuan Liu
• Luxuan Wang
• Baohai Li
• Chongwei Jin
• Xianyong Lin

抄録

メラトニンは、植物において複数の機能を持つ多元的な分子です。植物でメラトニンが発見されて以来、この重要な分子の生合成、異化、生理的・生化学的機能について多くの研究が行われてきました。ここでは、トリプトファンからのメラトニンの生合成とその分解経路について述べる。植物におけるメラトニン受容体の同定により、メラトニンは植物の成長、気中器官の発達、根の形態、花の移行に関与するホルモンであるとの仮説が導かれた。メラトニンの普遍的な抗酸化活性と葉緑素の保存に関わる役割が、老化した葉でのメラトニンの抗発色能力を説明しているのかもしれません。印象的な量の研究が、エチレン関連遺伝子の発現を調節することにより、ポストハーベスト果実の成熟を調節するメラトニンの役割に焦点を当ててきた。最近の研究では、メラトニンが他の植物ホルモンや活性酸素や一酸化窒素などのよく知られた分子と協力して、植物の生物学的ストレスへの応答に機能していることも示されています。最後に、メラトニンが塩分、干ばつ、極端な温度、重金属ストレスなど、様々な生物学的ストレスの影響を緩和するメカニズムの解明に向けて大きな進展がありました。その多様な役割を考えると、メラトニンは植物のマスターレギュレーターであることを提案する。この記事は著作権で保護されています。無断転載を禁じます。

Melatonin is a pleiotropic molecule with multiple functions in plants. Since the discovery of melatonin in plants, numerous studies have provided insight into the biosynthesis, catabolism, and physiological and biochemical functions of this important molecule. Here, we describe the biosynthesis of melatonin from tryptophan, as well as its various degradation pathways in plants. The identification of a putative melatonin receptor in plants has led to the hypothesis that melatonin is a hormone involved in regulating plant growth, aerial organ development, root morphology, and the floral transition. The universal antioxidant activity of melatonin and its role in preserving chlorophyll might explain its anti-senescence capacity in aging leaves. An impressive amount of research has focused on the role of melatonin in modulating postharvest fruit ripening by regulating the expression of ethylene-related genes. Recent evidence also indicated that melatonin functions in the plant's response to biotic stress, cooperating with other phytohormones and well-known molecules such as reactive oxygen species and nitric oxide. Finally, great progress has been made towards understanding how melatonin alleviates the effects of various abiotic stresses, including salt, drought, extreme temperature, and heavy metal stress. Given its diverse roles, we propose that melatonin is a master regulator in plants. This article is protected by copyright. All rights reserved.

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