Alterações na arquitetura de raiz em resposta à disponibilidade de fósforo e nitrogênio

Abstract

A baixa disponibilidade de nutrientes é situaçãocomum que restringe o crescimento e desenvolvimentodas plantas. Estas desenvolveram mecanismos paraconviver com este tipo de estresse, que incluemmodificações na arquitetura do sistema radicular. Asalterações na arquitetura das raízes modificam acapacidade de exploração do solo e, portanto, opotencial para extração dos nutrientes. Essasalt eraç õ es rela cio nam-se nã o ap enas àdisponibilidade, mas também à mobilidade no solodo nutriente limitante. A limitação de fósforo, nutrientepouco móvel no solo, gera alterações que objetivamaument ar o vo lume de so lo explo rado e asuperficialidade do sistema radicular. A limitação denitrogênio, nutriente com alta mobilidade no solo, nãoaltera o crescimento da raiz principal, mas as raízeslaterais respondem significativamente à presença deN em áreas específicas do solo. O conhecimento dossensores e da rota de transdução destes sinais élimitado e há evidências da interação com adisponibilidade de outros nutrientes. O entendimentodo processo de aclimatação e resgate da deficiênciaconsiderando a interação entre nutrientes, asobreposição de rotas e priorização destas é essencialpara adequada modelagem do crescimento das plantase previsão de comportamento. A obtenção de aumentoda eficiência de captação e uso desses nutrientesreduzirá custos e promoverá melhor aproveitamentodos recursos naturais, tornando a agricultura maissustentável.

Nutrient availability is a common soil restriction forplant growth and development. Plants have evolvedmechanisms to cope with this kind of stress, such asroot architecture remodeling. Changes in rootarchitecture may cause differential soil explorationability, affecting nutrient uptake. Root architecture mightbe affected not only by nutrient availability but also byits soil mobility. Phosphorus limitation, a non-mobilenutrient, produces a shallow and branched root system,increasing the volume of exploited soil. Nitrogenlimitation, a high-mobile nutrient, does not affectprimary root growth. However, high nitrogen patchesincrease local lateral root initiation and elongation. Theknowledge about sensors and transduction pathwaysis still scarce. There are emerging evidences forcrosstalk between nutrient signaling pathways.Understanding the acclimation responses to nutrientavailability, considering the interactive and hierarchicalregulation of signaling pathways, is essential foradequate growth modeling and output prediction.Increased in the efficiency of nutrient uptake and usemay reduce costs and promote better resourcesallocation, improving agriculture sustainability.