Root-Shoot Signaling crosstalk involved in the shoot growth promoting action of rhizospheric humic acids

Resumo

Numerosos estudos mostraram a capacidade das substâncias húmicas para melhorar o desenvolvimento das plantas. Esta ação reflete-se normalmente em melhoria dos rendimentos e da qualidade das culturas. No entanto, os mecanismos responsáveis por essa ação das substâncias húmicas permanecem bastante desconhecidos. Nossos estudos mostraram que a ação promotora dos ácidos húmicos sedimentares na parte aérea da planta é dependente de sua capacidade de aumentar a condutividade hidráulica das raízes através de vias de sinalização relacionadas à ABA, que por sua vez é afetado nas raízes por ácidos húmicos de forma dependente de IAA-NO. Além disso, esses estudos também indicam que a ação primária dos ácidos húmicos nas raízes também pode ser física, resultante de estresse leve transitório causado por ácidos húmicos associados a um ciclo de limpeza de sujeira dos poros da parede celular. Finalmente, o papel de moléculas de sinal alternativas, como ROS, e vias de sinalização correspondentes também são discutidos e modelados no contexto da estrutura acima mencionada.

Abstract

Numerous studies have shown the ability of humic substances to improve plant development. This action is normally reflected in an enhancement of crop yields and quality. However, the mechanisms responsible for this action of humic substances remain rather unknown. Our studies have shown that the shoot promoting action of sedimentary humic acids is dependent of its ability to increase root hydraulic conductivity through signaling pathways related to ABA, which in turn is affected in roots by humic acids in an IAA-NO dependent way. Furthermore, these studies also indicate that the primary action of humic acids in roots might also be physical, resulting from a transient mild stress caused by humic acids associated with a fouling-cleaning cycle of wall cell pores. Finally the role of alternative signal molecules, such as ROS, and corresponding signaling pathways are also discussed and modeled in the context of the above-mentioned framework.