Unveiling the significance of rhizosphere: Implications for plant growth, stress response, and sustainable agriculture

Resumo

Na rizosfera, todas as atividades, processos e funções são primariamente influenciados pelas raízes das plantas, pelos microrganismos presentes e pelas interações entre eles. Esta zona dinâmica que circunda as raízes fornece um ambiente ideal para uma comunidade microbiana diversa, que molda significativamente o crescimento e desenvolvimento vegetal. A atividade microbiana na rizosfera pode promover o crescimento das plantas ao aumentar a disponibilidade de nutrientes, influenciar a sinalização hormonal e repelir ou competir com linhagens microbianas patogênicas. Compreender as associações entre raízes e microrganismos do solo tem o potencial de revolucionar os rendimentos das culturas, melhorar a produtividade, minimizar a dependência de fertilizantes químicos e promover tecnologias de crescimento vegetal sustentável. O microbioma da rizosfera pode desempenhar um papel vital na próxima revolução verde e contribuir para uma agricultura sustentável e ecológica. No entanto, ainda existem lacunas de conhecimento concernentes às interações raiz-ambiente, particularmente entre raízes e microrganismos. Avanços na metabolômica têm ajudado a entender a comunicação química entre plantas e biota do solo, mas desafios persistem. Este artigo fornece uma visão geral dos mais recentes avanços na compreensão da comunicação e interação entre raízes de plantas e micróbios, que têm se mostrado impactantes para fatores cruciais como crescimento vegetal, expressão gênica, absorção de nutrientes, resistência a pragas e doenças e alívio de estresses abióticos. Ao melhorar esses aspectos, práticas agrícolas sustentáveis podem ser implementadas para aumentar a produtividade geral dos ecossistemas vegetais.

Abstract

In the rhizosphere, the activities within all processes and functions are primarily influenced by plant roots, microorganisms present in the rhizosphere, and the interactions between roots and microorganisms. The rhizosphere, a dynamic zone surrounding the roots, provides an ideal environment for a diverse microbial community, which significantly shapes plant growth and development. Microbial activity in the rhizosphere can promote plant growth by increasing nutrient availability, influencing plant hormonal signaling, and repelling or outcompeting pathogenic microbial strains. Understanding the associations between plant roots and soil microorganisms has the potential to revolutionize crop yields, improve productivity, minimize reliance on chemical fertilizers, and promote sustainable plant growth technologies. The rhizosphere microbiome could play a vital role in the next green revolution and contribute to sustainable and eco-friendly agriculture. However, there are still knowledge gaps concerning plant root-environment interactions, particularly regarding roots and microorganisms. Advances in metabolomics have helped to understand the chemical communication between plants and soil biota, yet challenges persist. This article provides an overview of the latest advancements in comprehending the communication and interplay between plant roots and microbes, which have been shown to impact crucial factors such as plant growth, gene expression, nutrient absorption, pest and disease resistance, and the alleviation of abiotic stress. By improving these aspects, sustainable agriculture practices can be implemented to increase the overall productivity of plant ecosystems.