Plant nitrogen nutrition: sensing and signaling

Resumo

Em resposta a flutuações externas no suprimento de nitrogênio (N), as plantas podem ativar complexas redes regulatórias para otimizar a absorção e utilização de N. Nesta revisão, destacamos novos sensores, transportadores e moléculas de sinalização responsivos a N recentemente identificados na dicotiledônea Arabidopsis e na monocotiledônea arroz, e discutimos seus papéis potenciais na detecção e sinalização de N. Além disso, nos últimos anos, foi demonstrado que a detecção de N é afetada por múltiplos fatores externos, que atuam como sinais locais para desencadear sinais sistêmicos coordenados por sinais móveis de longa distância. A compreensão dessa complexa rede regulatória fornece uma base para o desenvolvimento de novas estratégias para aumentar a eficiência de aquisição de N pelas raízes sob condições variáveis de N para a produção agrícola.

Abstract

In response to external fluctuations of nitrogen (N) supplies, plants can activate complex regulatory networks for optimizing N uptake and utilization. In this review, we highlight novel N-responsive sensors, transporters, and signaling molecules recently identified in the dicot Arabidopsis and the monocot rice, and discuss their potential roles in N sensing and signaling. Furthermore, over the last couple of years, N sensing has been shown to be affected by multiple external factors, which act as local signals to trigger systemic signaling coordinated by long-distance mobile signals. Understanding of this complex regulatory network provides a foundation for the development of novel strategies to increase the root N acquisition efficiency under varying N conditions for crop production.