Synergistic effects of nitrogen metabolites on auxin regulating plant growth and development

Resumo

O nitrogênio é um dos nutrientes importantes necessários para o crescimento e desenvolvimento das plantas. Há evidências crescentes de que quase todos os tipos de metabólitos do nitrogênio afetam, pelo menos até certo ponto, o conteúdo e/ou a sinalização da auxina nas plantas, o que, por sua vez, afeta a germinação das sementes, o alongamento das raízes, o gravitropismo, a expansão foliar e a transição floral. Esta opinião concentra-se nos papéis dos metabólitos do nitrogênio, NO₃⁻, NH₄⁺, triptofano e NO, e seus efeitos sinérgicos com a auxina no crescimento e desenvolvimento das plantas. A nitrato redutase (NR) converte nitrato em nitrito e foi aproximadamente correlacionada positivamente com o nível de auxina na raiz, sugerindo uma interação entre a sinalização do nitrato e a sinalização da auxina. O Fator de Ligação ao Elemento Responsivo ao Ácido Abscísico 3 (AFB3) e a Triptofano Aminotransferase de Arabidopsis 1 (TAA1) também são as enzimas-chave envolvidas na biossíntese de auxina regulada por metabólitos do nitrogênio. Também são resumidos os avanços recentes na interação entre NO₃⁻, NH₄⁺, triptofano e NO na regulação de NR, AFB3 e TAA1.

Abstract

Nitrogen is one of the important nutrients required for plant growth and development. There is increasing evidences that almost all types of nitrogen metabolites affect, at least to some extent, auxin content and/or signaling in plants, which in turn affects seed germination, plant root elongation, gravitropism, leaf expansion and floral transition. This opinion focuses on the roles of nitrogen metabolites, NO−3, NH+4, tryptophan and NO and their synergistic effects with auxin on plant growth and development. Nitrate reductase (NR) converts nitrate into nitrite, and was roughly positive-correlated with the root auxin level, suggesting a crosstalk between nitrate signaling and auxin signaling. Abscisic Acid Responsive Element Binding Factor 3 (AFB3) and Tryptophan Aminotransferase of Arabidopsis 1 (TAA1) are also the key enzymes involved in nitrogen metabolite-regulated auxin biosynthesis. Recent advances in the crosstalk among NO−3, NH+4, tryptophan and NO in regulation to NR, AFB3 and TAA1 are also summarized.