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Deciphering Auxin-Ethylene crosstalk at a systems level

E. V. Zemlyanskaya, N. A. Omelyanchuk, E. V. Ubogoeva, V. V. Mironova

Esta revisão integra resultados de experimentos de fine-scale e large-scale sobre as interações entre as vias da auxina e do etileno em Arabidopsis, combinando eventos moleculares de crosstalk, sua especificidade tecidual e respostas fenotípicas associadas para decifrar os mecanismos de interação em nível de sistemas. As vias da auxina e do etileno regulam cooperativamente diversos processos de desenvolvimento vegetal, com respostas de crescimento ao etileno dependentes de auxina e esta, por sua vez, induzindo a biossíntese e a sinalização de etileno, caracterizando uma interação recíproca. Os autores também discutem as perspectivas da aplicação de abordagens de biologia de sistemas no estudo dos mecanismos de crosstalk entre hormônios vegetais.

Gancho apical, desenvolvimento de raízes laterais, modelagem matemática, fitohormônio, alongamento radicular, formação de pelos radiculares, regulação transcricional

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Role of vacuoles in phosphorus storage and remobilization

S. Y. Yang, T. K. Huang, H. F. Kuo, T. J. Chiou

Esta revisão sumariza como as moléculas de fósforo vacuolar são estocadas e realocadas, destacando o papel das proteínas de membrana com domínio SPX na alocação do fósforo vacuolar e a importância do vacúolo como tampão da concentração citoplasmática de fósforo para manter a homeostase celular frente às flutuações no suprimento externo. Os vacúolos desempenham papel fundamental no armazenamento e na remobilização de fósforo, um elemento essencial para o crescimento e desenvolvimento celular. O conhecimento sobre a dinâmica vacuolar de fósforo pode subsidiar o desenvolvimento de estratégias para otimizar a nutrição fosfatada e a eficiência de uso do nutriente.

Autofagia, domínio SPX, inositol fosfato, ortofosfato, transportador de fosfato, fósforo, polifosfato, vacúolo

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Plant Growth Promotion by Spermidine-Producing Bacillus subtilis OKB105

S. S. Xie, H. J. Wu, H. Y. Zang, L. M. Wu, Q. Q. Zhu, X. W. Gao

Este artigo investiga o mecanismo molecular de promoção de crescimento em plântulas de tabaco. A linhagem OKB105 de Bacillus subtilis promove o crescimento vegetal por meio da produção e secreção de espermidina, uma poliamina. A espermidina induz a expressão de expansinas e inibe o gene de biossíntese de etileno, reduzindo o teor de etileno nas raízes. Esse mecanismo molecular de promoção de crescimento destaca o papel das poliaminas bacterianas na interação planta‑microrganismo.

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MtNPF6.5 mediates chloride uptake and nitrate preference in Medicago roots

Q. Xiao, Y. Chen, C. W. Liu, F. Robson, S. Roy, X. Cheng, J. Wen, K. Mysore, A. J. Miller, J. D. Murray

Este artigo aborda a aquisição de nitrato e cloreto, nutrientes essenciais, e a preferência por nitrato, diretamente relacionada à nutrição mineral da Medicago truncatula. A análise filogenética indica que os transportadores seletivos a nitrato evoluíram a partir de proteínas ancestrais seletivas a cloreto, como MtNPF6.5. O transportador MtNPF6.5 de Medicago truncatula medeia a absorção radicular de cloreto e é seletivo para esse ânion, enquanto seu homólogo próximo MtNPF6.7 é seletivo para nitrato. A compreensão dos mecanismos de seletividade iônica pode subsidiar estratégias para melhorar a eficiência de uso de nitrogênio e a tolerância a estresses salinos, com potencial impacto na produtividade.

Absorção de cloreto, MtNLP1, preferência por nitrato, NPF, NRT1.1

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Linear relationships between shoot magnesium and calcium concentrations among angiosperm species are associated with cell wall chemistry

P. J. White, M. R. Broadley, H. A. El-Serehy, T. S. George, K. Neugebauer

Este artigo argumenta que, em plantas sem acúmulo de "luxo" de magnésio ou cálcio, relações estequiométricas distintas são exibidas por pelo menos três grupos: monocotiledôneas commelinídeas, eudicotiledôneas (excluindo Caryophyllales) e Caryophyllales. Relações lineares entre as concentrações de magnésio e cálcio são comumente observadas em angiospermas do mesmo ambiente. Essas relações são determinadas pela química da parede celular e pelos quocientes de massa Mg/Ca em suas paredes, enquanto diferenças dentro de cada grupo estão associadas à capacidade de troca catiônica da parede celular. Além disso, Caryophyllales acumulam constitutivamente mais magnésio em seus vacúolos do que outras angiospermas quando cultivadas sem suprimento supra-suficiente de magnésio.

Angiosperma, cálcio (Ca), Caryophyllales, capacidade de troca catiônica (CTC), parede celular, monocotiledônea comelinídea, magnésio (Mg), Poales, caule, estequiometria, vacúolo

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Regulation of Brassinosteroid homeostasis in higher plants

Z. Wei, J. Lin

Esta revisão discute as descobertas atualizadas sobre os mecanismos que controlam a homeostase de brassinosteroides em plantas superiores em resposta a sinais internos e externos. Os brassinosteroides são uma classe principal de fitormônios essenciais para o crescimento, desenvolvimento e adaptação a estresses bióticos e abióticos. Avanços significativos foram alcançados na elucidação dos mecanismos que regulam a biossíntese, o catabolismo e a sinalização de brassinosteroides em muitas culturas e na planta modelo Arabidopsis. Os brassinosteroides controlam o crescimento e o desenvolvimento de forma dependente da dose, e a manutenção da homeostase é crítica para suas funções ideais.

Brassinosteroides, fitohormônios, homeostase, citocromo P450, regulação transcricional

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Calcium in plants: an important element of cell physiology and structure, signaling, and stress responses

A. Wdowiak, A. Podgórska, B. Szal

Esta revisão aborda o metabolismo, o transporte e as funções do cálcio em plantas. O cálcio é absorvido pelas raízes e distribuído pela planta via xilema, com a transpiração influenciando sua chegada às partes aéreas. Sua distribuição final depende de canais e transportadores que controlam o movimento iônico entre membranas e compartimentos celulares. Flutuações locais de cálcio geram assinaturas específicas e respostas celulares, além de participarem da sinalização a longa distância. As reservas de cálcio, lábeis ou permanentemente ligadas, afetam propriedades biomecânicas e a capacidade defensiva das células.

Metabolismo do cálcio em plantas, proteínas transportadoras de cálcio, cálcio como agente de ligação cruzada da parede celular, assinatura do cálcio

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Abscisic Acid-Induced Reactive Oxygen Species Are Modulated by Flavonols to Control Stomata Aperture

J. M. Watkins, J. M. Chapman, G. K. Muday

Este artigo demonstra que os flavonóis, antioxidantes acumulados nas células-guarda, modulam negativamente esse processo. Mutantes de tomate com menor teor de flavonóis apresentaram níveis mais elevados de espécies reativas de oxigênio e maior fechamento estomático induzido por ácido abscísico, enquanto mutantes com maior teor de flavonóis exibiram respostas opostas. O tratamento com etileno aumentou o acúmulo de flavonóis nas células-guarda e reduziu o fechamento estomático induzido por ácido abscísico, efeito ausente em um mutante do receptor de etileno. O ácido abscísico induz a produção de espécies reativas de oxigênio nas células-guarda para promover o fechamento estomático. Os resultados indicam que os flavonóis atenuam a explosão de espécies reativas de oxigênio dependente de ácido abscísico que impulsiona o fechamento estomático, facilitando a abertura estomática e modulando as trocas gasosas foliares.

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Reciprocal regulation of the TOR kinase and ABA receptor balances plant growth and stress response

P. Wang, Y. Zhao, Z. Li, C. C. Hsu, X. Liu, L. Fu, Y. J. Hou, Y. Du, S. Xie, C. Zhang, J. Gao, M. Cao, X. Huang, Y. Zhu, K. Tang, X. Wang, W. A. Tao, Y. Xiong, J. K. Zhu

Este artigo investiga os mecanismos moleculares fundamentais de sinalização hormonal e regulação do crescimento em Arabidopsis thaliana. A cinase alvo da rapamicina fosforila receptores de ácido abscísico da família PYL em resíduos conservados de serina, impedindo a ativação da sinalização de estresse em plantas não estressadas. Esse mecanismo conservado de retroalimentação fosforregulatória permite à planta otimizar o balanço entre crescimento e resposta a estresses.

Ácido abscísico, alvo da rapamicina, fosforilação, SnRK2, Raptor, receptor de ABA

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Hydrogen sulfide antagonizes cytokinin to change root system architecture through persulfidation of CKX2 in Arabidopsis

X. Wang, C. Liu, T. Li, F. Zhou, H. Sun, F. Li, Y. Ma, H. Jia, X. Zhang, W. Shi, C. Gong, J. Li

Este artigo investiga os mecanismos moleculares de sinalização por sulfeto de hidrogênio e citocinina na planta modelo Arabidopsis thaliana. O sulfeto de hidrogênio antagoniza a citocinina e altera a arquitetura do sistema radicular em Arabidopsis por meio da persulfidação da enzima CKX2 no resíduo de cisteína 62. Essa modificação pós-traducional aumenta a atividade da enzima CKX2, reduzindo o conteúdo de citocinina e promovendo redução do ângulo de ajuste gravitrópico, encurtamento dos pelos radiculares e aumento do número de raízes laterais. Os resultados demonstram que o sulfeto de hidrogênio regula negativamente a citocinina e afeta a arquitetura radicular via persulfidação no resíduo de cisteína.

Arabidopsis thaliana, citocinina, citocinina oxidase/desidrogenases, sulfeto de hidrogênio, persulfidação, arquitetura do sistema radicular

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Organic Fertilization Promotes the Microbial Formation of Moderately Active Soil Phosphorus Pools to Sustain Phosphorus Availability: Insights from 180 years of Fertilization

W. Pan, W. Wa, W. Wanek, X. Liu, J. Zhou, A. S. Gregory, K. A. Marsden, D. R. Chadwick, Y. Liang, L. Wu, D. L. Jones, Q. Ma

Estudo das transformações do fósforo no experimento Broadbalk (Rothamsted, Reino Unido), com 180 anos de adubação com esterco de curral (FYM), adubação mineral (NPK) e sem adubação, por meio de traçador isotópico 33P, metagenômica e atividade enzimática. O esterco reduziu em 41% a formação de P estável e aumentou em 47% o P moderadamente ativo, via imobilização microbiana e atividade de fosfatases, enquanto o NPK favoreceu a fixação abiótica.

Fertilização de longo prazo, Experimento Broadbalk, Marcação isotópica com 33P, Transformação do fósforo

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Microbial biobanking – cyanobacteria-rich topsoil facilitates mine rehabilitation

W. Williams, A. Chilton, M. Schneemilch, S. Williams, B. Neilan, C. Driscoll

Estudo, em mina de areia mineral em região semiárida do sul da Austrália, das comunidades de cianobactérias de crostas biológicas e de pilhas de estocagem de solo superficial, avaliando sua diversidade e sua sobrevivência conforme a profundidade e a idade das pilhas. Foram identificadas 21 espécies, com predomínio de gêneros fixadores de N, e as cianobactérias mostraram-se moderadamente resilientes ao armazenamento, sobretudo nos 10 cm superficiais e nas primeiras seis semanas.

Crostas biológicas do solo, Pilhas de estocagem de solo, Fixação biológica de nitrogênio, Restauração ecológica, Região semiárida

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