Crosstalk of Abscisic Acid with Other Hormones and Signaling Molecules in Tomato Cold Stress Tolerance

Resumo

O estresse por frio afeta adversamente a produção de tomate (Solanum lycopersicum), particularmente em regiões temperadas, prejudicando o crescimento, o desenvolvimento e a produtividade. O ácido abscísico (ABA), um fitormônio-chave, desempenha um papel central na mediação da resposta do tomateiro ao estresse por frio por meio de uma complexa rede de interações com outros hormônios e moléculas sinalizadoras. Esta revisão examina as interações do ABA com hormônios como etileno, jasmonatos, auxina, giberelinas, ácido salicílico, brassinosteroides e estrigolactonas, bem como com moléculas sinalizadoras como peróxido de hidrogênio, óxido nítrico, sulfeto de hidrogênio e cálcio. Essas interações regulam diversos processos fisiológicos, incluindo acúmulo de osmólitos, estabilidade de membranas e mitigação do estresse oxidativo, e influenciam a expressão de genes responsivos ao frio, como CBFs, COR e LEA. Lacunas críticas de conhecimento permanecem, particularmente na compreensão das interações do ABA com outros hormônios de forma dependente do contexto e da integração da sinalização de cálcio com as vias do ABA sob estresse por frio. Ao sintetizar a pesquisa atual, esta revisão aprimora nossa compreensão da resposta do tomateiro ao estresse por frio e fornece insights para o melhoramento genético da tolerância ao frio, apoiando a produção sustentável de tomate em meio aos desafios climáticos.

Abstract

Cold stress adversely impacts tomato (Solanum lycopersicum) production, particularly in temperate regions, by impairing growth, development, and yield. Abscisic acid (ABA), a key phytohormone, plays a central role in mediating tomato’s response to cold stress through a complex crosstalk network with other hormones and signaling molecules. This review examines ABA’s interactions with hormones such as ethylene, jasmonates, auxin, gibberellins, salicylic acid, brassinosteroids, and strigolactones, as well as signaling molecules like hydrogen peroxide, nitric oxide, hydrogen sulfide, and calcium. These interactions regulate various physiological processes, including osmolyte accumulation, membrane stability, and oxidative stress mitigation, and influence the expression of cold-responsive genes, such as CBFs, COR, and LEA. Critical knowledge gaps remain, particularly in understanding ABA’s context-specific interactions with other hormones and the integration of calcium signaling with ABA pathways under cold stress. By synthesizing current research, this review enhances our understanding of tomato’s cold stress response and provides insights for genetically improving cold tolerance, supporting sustainable tomato production amid climate challenges.