Physiological and Molecular Mechanisms of Plant Responses to Copper Stress

Resumo

O cobre (Cu) é um micronutriente essencial para humanos, animais e plantas, e participa de diversos processos morfológicos, fisiológicos e bioquímicos. O Cu é um cofator para uma variedade de enzimas e desempenha um papel importante na fotossíntese, respiração, sistema antioxidante e transdução de sinais. Muitos estudos demonstraram os efeitos adversos do excesso de Cu na germinação, crescimento, fotossíntese e atividade antioxidante das culturas. Esta revisão resume as funções biológicas do Cu, a toxicidade do excesso de Cu para o crescimento e desenvolvimento das plantas, os papéis das proteínas transportadoras e chaperonas de Cu e o processo de transporte de Cu em plantas, bem como os mecanismos de destoxificação e tolerância ao Cu em plantas. Direções futuras de pesquisa são propostas, fornecendo diretrizes para pesquisas relacionadas.

Abstract

Copper (Cu) is an essential micronutrient for humans, animals, and plants, and it participates in various morphological, physiological, and biochemical processes. Cu is a cofactor for a variety of enzymes, and it plays an important role in photosynthesis, respiration, the antioxidant system, and signal transduction. Many studies have demonstrated the adverse effects of excess Cu on crop germination, growth, photosynthesis, and antioxidant activity. This review summarizes the biological functions of Cu, the toxicity of excess Cu to plant growth and development, the roles of Cu transport proteins and chaperone proteins, and the transport process of Cu in plants, as well as the mechanisms of detoxification and tolerance of Cu in plants. Future research directions are proposed, which provide guidelines for related research.