Brassinosteroid signaling and molecular crosstalk with nutrients in plants

Resumo

Como organismos sésseis, as plantas evoluíram mecanismos sofisticados para otimizar seu crescimento e desenvolvimento em resposta a níveis flutuantes de nutrientes. Os brassinosteroides (BRs) são um grupo de hormônios esteroides vegetais que desempenham papéis críticos nos processos de crescimento e desenvolvimento das plantas, bem como nas respostas das plantas a estímulos ambientais. Recentemente, múltiplos mecanismos moleculares foram propostos para explicar a integração dos BRs com diferentes processos de sinalização de nutrientes para coordenar a expressão gênica, o metabolismo, o crescimento e a sobrevivência. Aqui, revisamos os avanços recentes na compreensão dos mecanismos regulatórios moleculares da via de sinalização dos BRs e os papéis multifacetados dos BRs nos processos interligados de detecção, sinalização e metabolismo de açúcares, nitrogênio, fósforo e ferro. Uma maior compreensão e exploração desses processos e mecanismos relacionados aos BRs facilitarão os avanços no melhoramento de culturas para uma maior eficiência no uso de recursos.

Abstract

As sessile organisms, plants have evolved sophisticated mechanisms to optimize their growth and development in response to fluctuating nutrient levels. Brassinosteroids (BRs) are a group of plant steroid hormones that play critical roles in plant growth and developmental processes as well as plant responses to environmental stimuli. Recently, multiple molecular mechanisms have been proposed to explain the integration of BRs with different nutrient signaling processes to coordinate gene expression, metabolism, growth, and survival. Here, we review recent advances in understanding the molecular regulatory mechanisms of the BR signaling pathway and the multifaceted roles of BR in the intertwined sensing, signaling, and metabolic processes of sugar, nitrogen, phosphorus, and iron. Further understanding and exploring these BR-related processes and mechanisms will facilitate advances in crop breeding for higher resource efficiency.