Recent Advances in the Molecular Effects of Biostimulants in Plants: An Overview

Resumo

À medida que o mundo se desenvolve e a população aumenta, também aumenta a demanda por maior produção agrícola com menos recursos. Os bioestimulantes vegetais parecem ser uma das soluções sustentáveis mais proeminentes, dada a sua origem natural e o seu potencial para substituir os métodos convencionais na agricultura. Classificados com base na sua fonte e não na sua constituição, os bioestimulantes, como as substâncias húmicas (SH), os hidrolisados de proteínas (HPs), os extratos de algas (EA) e os microrganismos, têm um potencial comprovado na melhoria do crescimento das plantas, no aumento da produção e da qualidade das culturas, bem como na melhoria dos efeitos do estresse. No entanto, a natureza multi-molecular e a composição variável dos bioestimulantes comercialmente disponíveis apresentam desafios ao tentar elucidar os seus mecanismos subjacentes. Enquanto a maioria das pesquisas se concentrou nos efeitos amplos dos bioestimulantes nas culturas, estudos recentes ao nível molecular começaram a desvendar os caminhos desencadeados por certos produtos ao nível celular e genético. A compreensão das influências moleculares envolvidas pode levar a um maior refinamento desses tratamentos. Esta revisão compreende as descobertas mais recentes sobre o uso de bioestimulantes em plantas, com foco particular em relatos de sua influência molecular.

Abstract

As the world develops and population increases, so too does the demand for higher agricultural output with lower resources. Plant biostimulants appear to be one of the more prominent sustainable solutions, given their natural origin and their potential to substitute conventional methods in agriculture. Classified based on their source rather than constitution, biostimulants such as humic substances (HS), protein hydrolysates (PHs), seaweed extracts (SWE) and microorganisms have a proven potential in improving plant growth, increasing crop production and quality, as well as ameliorating stress effects. However, the multi-molecular nature and varying composition of commercially available biostimulants presents challenges when attempting to elucidate their underlying mechanisms. While most research has focused on the broad effects of biostimulants in crops, recent studies at the molecular level have started to unravel the pathways triggered by certain products at the cellular and gene level. Understanding the molecular influences involved could lead to further refinement of these treatments. This review comprises the most recent findings regarding the use of biostimulants in plants, with particular focus on reports of their molecular influence.