Understanding brassinosteroid-centric phytohormone interactions for crop improvement

Resumo

Os brassinosteroides (BRs) desempenham um papel crucial na regulação de múltiplos processos biológicos em plantas, particularmente aqueles relacionados à produtividade das culturas e à tolerância a estresses. Durante seu funcionamento, os BRs se envolvem em interações extensas e intrincadas com outros fitormônios, incluindo auxina, citocininas, giberelinas, ácido abscísico, etileno, jasmonatos, ácido salicílico e estrigolactonas. Essas interações facilitam a integração de sinais internos e externos, moldando, em última análise, o status fisiológico da planta. Nesta revisão, apresentamos o metabolismo e a sinalização dos BRs e discutimos seu papel na modulação de características agronômicas que contribuem diretamente para a produtividade de grãos em arroz (Oryza sativa), a planta modelo para culturas. Também resumimos os avanços recentes no crosstalk entre BRs e outros fitormônios na regulação de características agronômicas em culturas. Além disso, destacamos pesquisas significativas que fornecem insights para o desenvolvimento de variedades de culturas de alto rendimento e resistentes a estresses sob a perspectiva do crosstalk hormonal. Compreender os mecanismos genéticos e moleculares pelos quais os BRs e outros fitormônios controlam colaborativamente características agronômicas oferece novas abordagens para o melhoramento de culturas.

Abstract

Brassinosteroids (BRs) play a crucial role in regulating multiple biological processes in plants, particularly those related to crop productivity and stress tolerance. During their functioning, BRs engage in extensive and intricate interactions with other phytohormones, including auxin, cytokinins, gibberellins, abscisic acid, ethylene, jasmonates, salicylic acid, and strigolactones. These interactions facilitate the integration of internal and external signals, ultimately shaping the physiological status of the plant. In this review, we introduce BR metabolism and signaling and discuss their role in modulating agronomic traits that directly contribute to grain yield in rice (Oryza sativa), the model plant for crops. We also summarize recent advances in the crosstalk between BRs and other phytohormones in regulating agronomic traits in crops. Furthermore, we highlight significant research that provides insights into developing high-yielding and stress-resistant crop varieties from the perspective of hormone crosstalk. Understanding the genetic and molecular mechanisms through which BRs and other phytohormones collaboratively control agronomic traits offers new approaches for crop improvement.