Got silicon? The non-essential beneficial plant nutrient
- K. E. Richmond
- M. Sussman
Resumo
A pesquisa sobre uma possível função nutricional do elemento silício foi prejudicada pelos diversos efeitos benéficos que ele tem sobre monocotiledôneas e dicotiledôneas e pelas dificuldades subsequentes em concentrar os estudos em um único sistema de modelo genético. Embora seja considerado um nutriente não essencial para a maioria das plantas, os benefícios do silício incluem o aumento da resistência a pragas e patógenos, a tolerância à seca e a metais pesados, além da qualidade e do rendimento das culturas agrícolas. Embora as vias e os mecanismos moleculares pelos quais o silício é absorvido e depositado nas plantas ainda não estejam claros, progressos recentes foram alcançados com o uso de mutantes de arroz que são deficientes na absorção de silício. Além disso, a aplicação da espectroscopia de perda de energia de elétrons (EELS, do inglês: electron-energy-loss spectroscopy) permite determinar a composição dos depósitos de sílica de forma conclusiva. Dessa forma, é possível esclarecer a função do silício na tolerância a metais pesados. Com a sequência completa dos genomas de uma dicotiledônea (Arabidopsis) e de uma monocotiledônea (arroz) disponível para análise genética em larga escala, o futuro é um bom presságio para uma compreensão mais completa da função biológica do silício e de seu modo de transporte para dentro e através das plantas.
Abstract
Research on a possible nutritional role for the element silicon has been hampered by the diverse beneficial effects that it has on monocots and dicots, and the subsequent difficulties in focusing studies on a single genetic model system. Although deemed a non-essential nutrient for the majority of plants, the benefits of silicon include increasing pest and pathogen resistance, drought and heavy metal tolerance, and the quality and yield of agricultural crops. Although the pathways and molecular mechanisms by which silicon is absorbed and deposited in plants are still unclear, recent progress has been achieved through the use of rice mutants that are deficient in silicon uptake. Additionally, the application of electron-energy-loss spectroscopy (EELS) allows one to determine the composition of silica deposits conclusively. Thereby shedding light upon the role of silicon in heavy metal tolerance. With the complete sequence of the genomes for a dicot (Arabidopsis) and a monocot (rice) available for large-scale genetic analysis, the future bodes well for a more complete understanding of the biological role of silicon and its mode of transport into and through plants.
