Plant nitrogen availability and crosstalk with phytohormones signallings and their biotechnology breeding application in crops
- J. Xing
- X. Cao
- M. Zhang
- X. Wei
- J. Zhang
- X. Wan
Resumo
O nitrogênio (N), um dos nutrientes mais importantes, limita o crescimento das plantas e a produtividade das culturas no sistema agrícola sustentável, onde os fitormônios desempenham papéis essenciais na disponibilidade de N. Assim, não é surpreendente que inúmeros estudos sobre a interação entre N e fitormônios tenham surgido constantemente. Nesta revisão, com o panorama intelectual da interação entre N e fitormônios fornecido pela análise bibliométrica, traçamos a história da pesquisa sobre a interação mais conhecida entre N e vários fitormônios nos últimos 20 anos. Em seguida, discutimos como o N regula a biossíntese e o transporte de vários fitormônios nas plantas. Inversamente, também resumimos como as sinalizações dos fitormônios modulam a arquitetura do sistema radicular (ASR) em resposta à disponibilidade de N. Além disso, expandimos para delinear como as sinalizações dos fitormônios regulam a absorção, o transporte e a assimilação de N nas plantas. Por fim, concluímos com estratégias biotecnológicas avançadas, explicamos sua aplicação e fornecemos possíveis alvos de eficiência de uso de N (UEN) regulados por fitormônios em culturas. Coletivamente, esta revisão não apenas proporciona uma melhor compreensão sobre o progresso recente da interação entre N e fitormônios, mas também estratégias direcionadas para a melhoria da UEN visando aumentar a produtividade das culturas no futuro melhoramento biotecnológico.
Abstract
Nitrogen (N), one of the most important nutrients, limits plant growth and crop yields in sustainable agriculture system, in which phytohormones are known to play essential roles in N availability. Hence, it is not surprising that massive studies about the crosstalk between N and phytohormones have been constantly emerging. In this review, with the intellectual landscape of N and phytohormones crosstalk provided by the bibliometric analysis, we trace the research story of best-known crosstalk between N and various phytohormones over the last 20 years. Then, we discuss how N regulates various phytohormones biosynthesis and transport in plants. In reverse, we also summarize how phytohormones signallings modulate root system architecture (RSA) in response to N availability. Besides, we expand to outline how phytohormones signallings regulate uptake, transport, and assimilation of N in plants. Further, we conclude advanced biotechnology strategies, explain their application, and provide potential phytohormones-regulated N use efficiency (NUE) targets in crops. Collectively, this review provides not only a better understanding on the recent progress of crosstalk between N and phytohormones, but also targeted strategies for improvement of NUE to increase crop yields in future biotechnology breeding of crops.
