Brassinosteroids: Biosynthesis, signaling, and hormonal crosstalk as related to fruit yield and quality

Resumo

Os brassinosteroides (BRs) são reguladores de crescimento das plantas (RCPs) com efeitos pleiotrópicos no crescimento e desenvolvimento das plantas. Eles desempenham um papel na germinação de sementes, crescimento vegetativo e reprodutivo, eficiência fotossintética, diferenciação vascular, produtividade de frutos, qualidade e resiliência a estresses bióticos e abióticos. Eles se envolvem em crosstalk com outros hormônios como auxina, giberelinas, etileno e ácido abscísico, influenciando todos os aspectos do crescimento e desenvolvimento vegetal. Estudos sobre o efeito dos BRs no crescimento reprodutivo de frutíferas estão se acumulando, dado o potencial deste RCPs como ferramenta de manejo na agricultura. Esta revisão explora os papéis multifacetados dos BRs na maturação de frutos. Desde sua biossíntese e vias de transdução de sinal até sua influência na produção, desenvolvimento e maturação de frutos, focamos no efeito deste hormônio vegetal em diferentes aspectos da produtividade e qualidade de frutos, incluindo vingamento e firmeza, acúmulo de açúcares e desenvolvimento de frutos. Abordamos a interação dos BRs com diferentes hormônios em níveis molecular e fisiológico na regulação desses processos em frutos climatéricos e não climatéricos. Também identificamos áreas onde o conhecimento ainda é escasso em relação ao crosstalk hormonal envolvendo BRs na regulação de processos de desenvolvimento que governam a qualidade e produtividade de frutos, para que o conhecimento gerado possa informar decisões de manejo na produção de frutíferas.

Abstract

Brassinosteroids (BRs) are plant growth regulators (PGRs) with pleiotropic effects on plant growth and development. They play a role in seed germination, vegetative and reproductive growth, photosynthetic efficiency, vascular differentiation, fruit yield, quality, and resilience to biotic and abiotic stresses. They engage in crosstalk with other hormones like auxin, gibberellins, ethylene and abscisic acid, influencing all plant growth and development aspects. Studies on the effect of BRs on the reproductive growth of fruit crops are accumulating, given the potential of this PGR as a management tool in agriculture. This review explores the multifaceted roles of BRs in fruit crop maturation. From their biosynthesis and signal transduction pathways to their influence on fruit production, development, and maturation, we focus on the effect of this plant hormone on different aspects of fruit yield and quality, including fruit set and firmness, sugar accumulation, and fruit development. We address BRs’ interaction with different hormones at molecular and physiological levels in regulating these processes in climacteric and non-climacteric fruits. We also identify areas where knowledge is still lacking regarding hormonal crosstalk involving BRs in the regulation of developmental processes governing fruit quality and yield so knowledge generated can inform management decisions in fruit crop production.