Melatonin (N-acetyl-5-methoxytryptamine) adalah molekul pleiotropik dengan berbagai tindakan seluler dan fisiologis di berbagai kerajaan. Ditemukan di kelenjar pineal sapi pada tahun 1958, ia bertindak sebagai neurohormon, yang disekresikan oleh kelenjar pineal ke dalam cairan serebrospinal dan aliran darah. Indoleamine ini berkontribusi secara signifikan pada pengaturan banyak peristiwa fisiologis, seperti ritme sirkadian, tidur, suasana hati, suhu tubuh, nafsu makan, perilaku seksual, fisiologi retina dan sistem kekebalan, antara lain.. Selain itu, melatonin berpartisipasi dalam berbagai tindakan seluler sebagai antioksidan, dan memiliki sifat in vitro dan in vivo yang sangat baik sebagai penangkal radikal bebas.
Sejak penemuan simultan dari keberadaan melatonin pada tanaman tingkat tinggi pada tahun 1995, penelitian berturut-turut telah menyebabkan akumulasi informasi tentang keberadaan melatonin pada tanaman dan kemungkinan fungsi fisiologisnya, serta metode ekstraksi dan evaluasi yang disesuaikan dengan kondisi lingkungan. tanaman. Tanaman melatonin, juga disebut “phytomelatonin” oleh beberapa penulis, pada awalnya dipelajari sebagai molekul antioksidan alami yang menarik. Kehadirannya dalam makanan yang berasal dari tumbuhan dalam konsentrasi yang cukup besar dan penggabungan selanjutnya ke dalam aliran darah manusia setelah konsumsi membuatnya menjadi nutraceutical yang sangat baik bagi manusia. Selanjutnya, baru-baru ini, kemungkinan penggunaan tanaman kaya melatonin sebagai bioagen pemulihan untuk tanah yang terkontaminasi kimia telah disarankan sebagai praktik fitoremediasi yang inovatif. Namun, ulasan ini akan terbatas pada studi melatonin terbaru dan relevan yang terkait dengan fisiologi tumbuhan. Oleh karena itu, peran melatonin terkait dengan berbagai aspek, seperti peran protektifnya terhadap stresor abiotik dan biotik, fungsinya sebagai pengatur tanaman dalam perakaran, pertumbuhan dan faktor lainnya.
Efek stres abiotik dan biotik dimediasi oleh ledakan oksidatif, sinyal seluler pertama adalah induksi ROS (spesies oksigen reaktif). Ledakan ROS ini kemungkinan bertanggung jawab atas peningkatan kadar melatonin endogen melalui peningkatan regulasi gen biosintetik melatonin (setidaknya tiga dari empat enzim yang terlibat). Stresor bertindak sebagai efektor negatif dalam banyak proses seluler dan fisiologis, seperti fotosintesis dan integritas membran. Melatonin endogen dapat mengubah ekspresi banyak gen dan faktor pengatur yang melemahkan atau membalikkan efek negatif stresor biotik/abiotik pada proses fisiologis, sehingga menghasilkan efek anti-stres yang positif. Selain itu, melatonin dapat bertindak langsung sebagai pemulung radikal bebas (antioksidan langsung) dalam ROS/RNS, peroksida lipid dan bahan kimia beracun, mengendalikan aspek yang relevan seperti integritas membran dan fungsi jaringan redoks yang benar. Oleh karena itu, melatonin bertindak sebagai penghalang pertama terhadap ledakan ROS dan, dalam garis pertahanan kedua, mengubah ekspresi banyak gen stres yang sensitif. Jelas, tindakan melatonin menjadi lebih jelas dan ringkas dalam situasi fisiologis yang sulit, ketika tanaman mengalami stres lingkungan atau kondisi agresif seperti stres parah dan / atau infeksi oleh patogen.