Advances in plant auxin biology: Synthesis, metabolism, signaling, interaction with other hormones, and roles under abiotic stress

Resumo

A auxina é um hormônio-chave que regula o crescimento e o desenvolvimento das plantas, incluindo a forma da planta e a sensibilidade a mudanças ambientais. A auxina é biossintetizada e metabolizada por muitas vias paralelas, e é percebida e transduzida tanto por vias normais quanto atípicas. A produção, o catabolismo e as vias de transdução de sinal da auxina governam primariamente seu papel no crescimento e desenvolvimento vegetal e na resposta ao estresse. Pesquisas recentes descobriram que a auxina não apenas responde a sinais de desenvolvimento intrínsecos, mas também medeia vários sinais ambientais (por exemplo, seca, metais pesados e estresses térmicos) e interage com hormônios como citocinina, ácido abscísico, giberelina e etileno, todos os quais estão envolvidos na regulação do crescimento e desenvolvimento vegetal, bem como na manutenção do equilíbrio homeostático nas células vegetais. Nesta revisão, discutimos as pesquisas mais recentes sobre tipos de auxina, biossíntese e metabolismo, transporte polar, vias de sinalização e interações com outros hormônios. Também resumimos o importante papel da auxina em plantas sob estresses abióticos. Essas discussões fornecem novas perspectivas para entender os mecanismos moleculares das funções da auxina no desenvolvimento vegetal.

Abstract

Auxin is a key hormone that regulates plant growth and development, including plant shape and sensitivity to environmental changes. Auxin is biosynthesized and metabolized via many parallel pathways, and it is sensed and transduced by both normal and atypical pathways. The production, catabolism, and signal transduction pathways of auxin primarily govern its role in plant growth and development, and in the response to stress. Recent research has discovered that auxin not only responds to intrinsic developmental signals, but also mediates various environmental signals (e.g., drought, heavy metals, and temperature stresses) and interacts with hormones such as cytokinin, abscisic acid, gibberellin, and ethylene, all of which are involved in the regulation of plant growth and development, as well as the maintenance of homeostatic equilibrium in plant cells. In this review, we discuss the latest research on auxin types, biosynthesis and metabolism, polar transport, signaling pathways, and interactions with other hormones. We also summarize the important role of auxin in plants under abiotic stresses. These discussions provide new perspectives to understand the molecular mechanisms of auxin’s functions in plant development.