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Zinc in plants: Integrating homeostasis and biofortification

C. Stanton, D. Podar, D. Sanders, U. Krämer

Esta revisão integra os conhecimentos atuais sobre a homeostase de zinco em plantas, abordando desde a aquisição radicular e distribuição até os mecanismos moleculares de tolerância ao excesso e à deficiência. O zinco é um micronutriente essencial para as plantas, e sua deficiência no solo e na dieta humana é um problema global de saúde pública. A revisão também apresenta um panorama das estratégias de biofortificação de culturas com zinco, visando aumentar o teor do nutriente nos grãos e reduzir a desnutrição humana.

Zinc, biofortificación, homeostasis de Zn, cereales, Arabidopsis, cebada, trigo, arroz

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Guttation: Mechanism, Momentum and Modulation

S. Singh

Esta revisão integra conhecimentos clássicos e recentes sobre os mecanismos e a regulação da gutação, destacando o papel da pressão radicular, da atividade das células do parênquima do xilema e da modulação por aquaporinas. A gutação, fenômeno visível de exsudação de gotículas de água pelas folhas, é um processo fisiológico complexo, ainda pouco compreendido, que envolve a pressão radicular e o transporte de água e solutos. O processo é regulado por interações finas entre fatores internos (hormônios, potenciais de membrana), externos (temperatura, luz) e edáficos, e envolve a atividade de proteínas contráteis e canais iônicos. A compreensão da gutação tem implicações para a nutrição vegetal e para a disseminação de patógenos.

Ácido abscísico, aquaporinas, sinal químico-mecanossensorial, proteínas contráteis, cotransporte de água, H+-ATPases, mecanismo metabólico, mecanismo osmótico, pressão radicular

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Phosphorus-solubilizing microorganisms: A key to sustainable agriculture

A. M. X. Carvalho, J. Dória, L. I. Silva, M. C. Pereira, M. Pasqual, V. H. Buttrós

Esta revisão aborda o papel dos microrganismos solubilizadores de fósforo como uma alternativa sustentável para otimizar o uso desse nutriente essencial na agricultura. São discutidos os principais mecanismos de solubilização e mineralização do fósforo, destacando como bactérias e fungos podem converter formas insolúveis em disponíveis para as plantas, reduzindo a dependência de fertilizantes fosfatados. A revisão também explora os benefícios da inoculação desses microrganismos para as culturas e as práticas de manejo que podem aumentar a eficiência do uso do fósforo, contribuindo para a sustentabilidade ambiental e socioeconômica.

Mobilização de fósforo, mineralização, mecanismos microbianos, recursos naturais, agricultura sustentável, microrganismos promotores do crescimento vegetal

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Copper stress in rice: Perception, signaling, bioremediation and future prospects

D. Akhter, D. K. Bhattacharjya, F. Islam, J. Chen, M. M. Rob, M. S. S. Khan, T. Islam

Esta revisão aborda a dinâmica do cobre em solos agrícolas, as fontes de contaminação, os mecanismos de absorção e translocação, e as estratégias de defesa da planta, como a quelação, a compartimentalização e as respostas antioxidantes. O acúmulo excessivo de cobre em solos agrícolas, frequentemente por ação antrópica, compromete a germinação, o crescimento e a fotossíntese do arroz, reduzindo a fertilidade do solo e a produtividade da cultura. A revisão também destaca a necessidade de programas de melhoramento para desenvolver variedades de arroz com menor acúmulo de cobre, além de recomendar medidas regulatórias e de manejo para prevenir a contaminação e atingir metas agrícolas sustentáveis.

Arroz, toxicidade do Cu, sinalização de estresse, mecanismo de defesa, biorremediação

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Altered cell wall plasticity can restrict plant growth under ammonium nutrition

A. Podgórska, B. Szal, D. Solecka, J. Zebrowski, K. Gieczewska, M. Burian, M. Ostaszewska-Bugajska

Este artigo demonstrou que plantas de Arabidopsis thaliana cultivadas com excesso de amônio apresentam células menores com paredes mais espessas, maior densidade de microfibrilas de celulose e maior resistência à tração. A toxicidade do amônio está associada à redução da atividade de enzimas que hidrolisam pectinas e de expansinas, além do aumento da atividade de peroxidases, que promovem a reticulação dos polímeros da parede. Essas alterações comprometem a expansão celular e reforça a importância do manejo adequado da fonte de nitrogênio em sistemas agrícolas.

Síndrome de toxicidade por amônio, reticulação de polissacarídeos da parede celular, enzimas modificadoras da parede celular, rigidez da parede celular, inibição do crescimento, rigidez à tração

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Phosphorus (P) and Zinc (Zn) nutrition constraints: A perspective of linking soil application with plant regulations

F. Nadeem, F. Waseem, L. Deng, N. Ali, R. Mahmood, R. Wang, S. Abbas, S. Bibi, X. Li, Y. Zhong

Esta revisão aborda a dinâmica do fósforo e zinco no sistema solo-planta, explorando os progressos no conhecimento sobre transportadores e reguladores de fósforo e zinco, com o objetivo de vincular as práticas de aplicação ao solo com os mecanismos de regulação vegetal. A coexistência de fósforo e zinco no solo representa um desafio global para a nutrição de plantas, tanto em solos ácidos quanto em solos alcalinos calcários, devido à precipitação de fosfato de zinco. A compreensão integrada desses processos é essencial para superar as restrições de disponibilidade e otimizar a nutrição das culturas.

Antagonismo entre P e Zn, taxas de aplicação no solo, acúmulo em tecido vegetal, genes responsivos a P e Zn, culturas agrícolas

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Synergistic effects of nitrogen metabolites on auxin regulating plant growth and development

S. Yuan, X. Y. Yang, Y. F. Fu, Z. W. Zhang

Este artigo de opinião explora as interações sinérgicas entre metabólitos do nitrogênio como nitrato, amônio, triptofano e óxido nítrico, e a auxina na regulação do crescimento e desenvolvimento vegetal. Essas interações sinérgicas aprofundam a compreensão de como o metabolismo do nitrogênio influencia processos como germinação, elongação radicular, gravitropismo e floração, abrindo caminho para estratégias de manejo nutricional mais eficientes.

Metabólitos de nitrogênio, amônio, nitrato redutase, óxido nítrico, triptofano aminotransferase, sinalização e transporte de auxina

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Plant drought stress: effects, mechanisms and management

A. Wahid, D. Fujita, M. Farooq, N. Kobayashi, S. M. A. Basra

Esta revisão descreve os efeitos da seca em nível morfológico, fisiológico e molecular, e apresenta as estratégias de manejo para mitigar seus impactos. As plantas respondem ao déficit hídrico por meio de mecanismos como o fechamento estomático, o ajuste osmótico com solutos como prolina e glicina-betaína, e a ativação de genes de resposta à desidratação. O manejo do déficit hídrico envolve desde o melhoramento genético e a seleção assistida por marcadores até a aplicação exógena de hormônios e osmoprotetores, visando aumentar a resiliência das culturas e garantir a segurança alimentar.

Resposta à seca, oscilação estomática, osmoprotetores, hormônios, proteínas de estresse, manejo da seca, CO2

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Chloride: from nutrient to toxicant

C. Geilfus

Esta revisão aborda o papel dual do cloreto nas plantas, funcionando como um micronutriente essencial em baixas concentrações, mas tornando-se um tóxico em solos salinizados. O acúmulo excessivo de cloreto em plantas sensíveis ao sal causa clorose e necrose, reduzindo a produtividade das culturas. O artigo propõe explicações mecanísticas para os danos induzidos pelo cloreto e revisa estratégias que as plantas utilizam para evitar seu acúmulo excessivo.

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Effect of manganese-rich solid waste on soil phosphorus availability applied as monopotassium and rock phosphate in two contrasting soils

K. Abdalla, L. Titshall, M. A. Elsheikh, P. Muchaonyerwa

Este artigo investigou como a adição de resíduos sólidos ricos em manganês afeta a disponibilidade de fósforo em solos de texturas contrastantes, utilizando duas fontes de fósforo. Os resultados mostraram que a adição do resíduo de manganês reduziu significativamente a disponibilidade de fósforo em ambos os solos, com as maiores reduções no solo arenoso. Os achados indicam que o resíduo rico em manganês tem melhor desempenho em solos argilosos com adição de fosfato de rocha, abrindo caminho para estratégias de fitorremediação e reaproveitamento de resíduos da mineração.

Rocha fosfática, KH2PO4, experimento de incubação, resíduos de mineração, África do Sul

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Nutrient cycling is an important mechanism for homeostasis in plant cells

I. Dreyer

Este artigo revela que a manutenção da concentração de nutrientes no citosol das plantas depende de uma rede de transportadores de membrana com diferentes mecanismos de energização. Através de simulações matemáticas, o estudo demonstra que um único tipo de transportador é insuficiente para ajustar a concentração iônica em resposta a diferentes condições externas. Este entendimento abre caminho para o desenvolvimento de estratégias que aumentem a eficiência do uso de nutrientes pelas plantas, considerando a complexa interação das redes de transporte a nível celular.

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Silicon as a Smart Fertilizer for Sustainability and Crop Improvement

A. Ghimire, J. Q. Attipoe, L. Lay, R. Tayade, W. Khan, Y. Kim

Esta revisão aborda o potencial do silício como um "fertilizante inteligente" para a agricultura sustentável, discutindo os diferentes tipos de fertilizantes à base de silício, suas aplicações, disponibilidade e resultados de experimentos em campo e casa de vegetação. A revisão destaca que a aplicação de fertilizantes à base de silício deve aumentar no futuro, especialmente com o advento da nanotecnologia, que pode ampliar ainda mais sua eficiência e uso. Os autores reforçam a necessidade de maior conscientização e investigação científica sobre o nanoSi, posicionando esta revisão como um ponto de partida para futuras pesquisas e para a promoção do silício como uma ferramenta chave para a melhoria da produtividade agrícola e da sustentabilidade.

Silício, fertilizantes, agricultura, sustentabilidade, estresse abiótico e biótico, transportadores de Si

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