Boron toxicity in plants: understanding mechanisms and developing coping strategies; a review

Resumo

Mensagem principal: o boro é essencial para as plantas, mas seu excesso pode induzir toxicidade.
O boro (B) é um micronutriente vital para as plantas, mas o excesso de B pode induzir sintomas de toxicidade e reduzir a produtividade das culturas. A biodisponibilidade de B depende de propriedades do solo, incluindo o tipo de argila, o pH e o teor de matéria orgânica. Os sintomas de toxicidade de B incluem redução do crescimento de parte aérea e raízes, clorose e necrose foliar, prejuízo à fotossíntese e alteração do desenvolvimento do pólen. Esta revisão examina o conhecimento atual sobre os mecanismos de toxicidade de B, as estratégias de tolerância e as abordagens de manejo em plantas, abrangendo (1) os fatores que afetam a biodisponibilidade de B; (2) os sintomas de toxicidade nas plantas; (3) os mecanismos de absorção, transporte e destoxificação; e (4) as estratégias de mitigação. Para atenuar a toxicidade, as plantas reduzem a absorção de B, ativam transportadores de efluxo, compartimentalizam o B e reforçam os sistemas antioxidantes. Com base nesta revisão, pesquisas futuras devem se concentrar na identificação de novos mecanismos de tolerância, na exploração de estratégias genéticas para melhorar o manejo do B e no desenvolvimento de intervenções agronômicas inovadoras. Esses conhecimentos facilitarão o melhoramento e o manejo das culturas para aumentar a produtividade sob estresse por toxicidade de B.

Abstract

Key message: Boron is essential for plants, but excess can induce toxicity.
Boron (B) is a vital micronutrient for plants, but excess B can induce toxicity symptoms and reduce crop yields. B bioavailability depends on soil properties, including clay type, pH, and organic matter content. Symptoms of B toxicity include reduced shoot and root growth, leaf chlorosis and necrosis, impaired photosynthesis, and disrupted pollen development. This review paper examines the current knowledge on B toxicity mechanisms, tolerance strategies, and management approaches in plants. This review covers (1) factors affecting B bioavailability; (2) toxicity symptoms in plants; (3) uptake, transport, and detoxification mechanisms; and (4) strategies. To mitigate toxicity, plants reduce B uptake, activate efflux transporters, compartmentalize B, and enhance antioxidant systems. On the basis of this review, future research should focus on identifying novel tolerance mechanisms, exploring genetic strategies for improved B management, and developing innovative agronomic interventions. These insights will facilitate the breeding and management of crops for enhanced productivity under B toxicity stress.