Communication of plants with microbial world: Exploring the regulatory networks for PGPR mediated defense signaling

Resumo

As raízes das plantas hospedam inúmeros microrganismos ao redor e dentro de suas raízes, formando uma comunidade conhecida como microbioma radicular. Um volume crescente de pesquisas está destacando as influências que as comunidades microbianas associadas às raízes podem ter na saúde e no desenvolvimento das plantas. No entanto, o conhecimento sobre como as raízes das plantas e seus micróbios associados interagem para promover o crescimento e a produtividade das culturas é limitado. Aqui, apresentamos (i) as estratégias de comunicação entre as raízes das plantas e os micróbios associados às raízes e (ii) as aplicações dos micróbios associados às raízes das plantas para aumentar o crescimento e a produtividade das plantas. Esta revisão foi dividida em três seções principais: comunicações entre o microbioma radicular e a raiz da planta; o mecanismo empregado pelos micróbios associados às raízes; e os mecanismos de comunicação química entre plantas e micróbios e sua aplicação no crescimento e na produtividade das plantas. Compreender como as raízes das plantas e os micróbios associados às raízes se comunicam é vital para o desenvolvimento de estratégias ecologicamente corretas para a supressão direcionada de doenças e a melhoria do crescimento das plantas, que contribuirão para a agricultura sustentável. Garantir que as plantas se tornem saudáveis e produtivas implica mantê-las sob vigilância ao redor das raízes para reconhecer micróbios causadores de doenças e, de forma semelhante, explorar os serviços de microrganismos benéficos na aquisição de nutrientes, mitigação do estresse
e promoção do crescimento.

Abstract

Plant roots host numerous microorganisms around and inside their roots, forming a
community known as the root microbiome. An increasing bulk of research is underlining the influences
root-associated microbial communities can have on plant health and development. However,
knowledge on how plant roots and their associated microbes interact to bring about crop growth
and yield is limited. Here, we presented (i) the communication strategies between plant roots and
root-associated microbes and (ii) the applications of plant root-associated microbes in enhancing
plant growth and yield. This review has been divided into three main sections: communications
between root microbiome and plant root; the mechanism employed by root-associated microbes;
and the chemical communication mechanisms between plants and microbes and their application in
plant growth and yield. Understanding how plant root and root-associated microbes communicate
is vital in designing ecofriendly strategies for targeted disease suppression and improved plant
growth that will help in sustainable agriculture. Ensuring that plants become healthy and productive
entails keeping plants under surveillance around the roots to recognize disease-causing microbes and
similarly exploit the services of beneficial microorganisms in nutrient acquisition, stress mitigation,
and growth promotion.