全球土壤重金属污染是世界农业面临的一个严重问题。镉是毒性最大的金属之一，它进入食物链，可导致人类致癌以及其他慢性疾病。此外，土壤中过量的镉会抑制植物的生长和发育。托木斯克国立大学的科学家们找到了一种有效保护农作物免受重金属积累影响的方法。新研究的数据已发表在《俄罗斯植物生理学杂志》（Q3）上。
托国立大学生物学院植物生理学、生物技术和生物信息学系研究员埃琳娜·丹尼洛娃（Elena Danilova）解释说：“镉污染环境的主要来源是冶金和电镀，以及固体和液体燃料的燃烧。目前公认的减少重金属对植物影响的技术会对环境造成负面影响。提高植物抗性的一种有效而安全的技术是使用激素性质的化合物，其中包括植物褪黑素。
褪黑素在植物体内具有多种功能，如调节叶片、嫩枝和根的生长、开花、果实和种子成熟。然而，褪黑素最重要的生物功能是其抗氧化特性能够减轻氧化压力，这是提高植物在不同性质的压力下抵抗力的重要因素。褪黑素的使用可减少植物不同部位金属离子的积累，从而使植物可以安全食用。
托国立生物学院生物化学和分子生物学实验室正在研究用褪黑素短期处理大麦和马铃薯的效果。对种子或植物进行短期预处理可减少活性物质的量，因为它不需要持续使用土壤或水培装置。
埃琳娜·丹尼洛娃（Elena Danilova） 说："这种提高植物产量的方法更经济，但效果也不差。用低浓度褪黑素溶液处理根部可减少镉和多金属对大麦植物的毒性影响。褪黑素能促进根系生长，提高光合作用强度，减少重金属离子在谷类植物体内的积累。
托国立植物生理学家的研究还表明，在氯化物盐度条件下，褪黑激素对马铃薯植株的作用是有效的。在一天之内对褪黑素植物进行根部处理可增加马铃薯匍匐茎的数量，从而增加块茎的形成。研究成果可用于在盐碱地和受金属污染地区种植植物的作物生产实践。
值得指出的是，在联邦 "2030 优先计划"的支持下，"工程生物学 "战略项目开发的优先研究领域之一就是创造新的生物技术。