干ばつストレスの下での植物の生存：意味、適応反応、およびストレス緩和のための統合根圏管理戦略

世界の多くの地域では、干ばつ呪文の発生率と程度が増加すると予測されており、世界の農業収量にかなりの圧力がかかります。おそらくすべての非生物的ストレスの中で、干ばつは、他の生態系に対する複雑な環境への影響とともに、土壌生物相と植物に最も強い影響を及ぼします。植物は干ばつが浸透圧ストレスを生み出し、土壌の不均一性のために栄養の移動性を制限し、植物の根への栄養のアクセスを減らす場合、最も回復力が低いように見えます。干ばつ耐性は、多くの遺伝子によって制御される複雑な定量的特性であり、研究と特徴づけが困難な特性の1つです。それにもかかわらず、干ばつに関する既存の研究は、形態学的、生理学的、および分子的基礎に関する植物の干ばつ抵抗性のメカニズムを示しており、戦略は、大量スクリーニング、繁殖、マーカーアシスト選択、外因性の応用などの干ばつストレスに対処するために考案されています。干ばつ耐性のためのホルモンまたは浸透圧性およびまたは工学。これらの戦略は、植物の干ばつ対応における根圏の役割をほとんど無視してきました。研究では、土壌微生物が干ばつを含む生物的および非生物的ストレスに対する植物反応の調節において実質的な役割を果たしていることが示されています。この反応は複雑であり、ホルモン、浸透圧調節、反応性酸素種（ROS）を介したシグナル伝達、全身性耐性（IST）の誘導（IST）、大細胞外多糖（EPS）の産生、および宿主ストレスの転写調節の産生（IST）を介した宿主根系構造の変化を伴います。応答遺伝子。このレビューは、根圏管理に特に焦点を当てた植物における干ばつストレス緩和のための統合された根圏管理戦略に焦点を当てています。この組み合わせアプローチには、干ばつ耐性菌、ナノ粒子、液体ナノ粘土（LNC）、栄養素、有機物の追加による根圏工学が含まれ、次世代ゲノム編集ツール（例えば、CRISPR/CAS9）とともに植物修飾を迅速に行うことが含まれます。農業における新たな課題に対処する。さらに、毎日生成された大量の雨水と廃水は、賢くリサイクルされ、農業のために再利用される可能性があります。農民やその他の利害関係者は、適切な知識交換と理想的なロードマップを取得し、利用可能なテクノロジーを効果的に活用し、植物水ストレス管理の成功に測定を変換します。提案されたアプローチは、費用対効果が高く、環境に優しい、ユーザーフレンドリーであり、農業と生態系に長期にわたる利点を与え、気候変動に対する脆弱性を低下させます。

In many regions of the world, the incidence and extent of drought spells are predicted to increase which will create considerable pressure on global agricultural yields. Most likely among all the abiotic stresses, drought has the strongest effect on soil biota and plants along with complex environmental effects on other ecological systems. Plants being sessile appears the least resilient where drought creates osmotic stress, limits nutrient mobility due to soil heterogeneity, and reduces nutrient access to plant roots. Drought tolerance is a complex quantitative trait controlled by many genes and is one of the difficult traits to study and characterize. Nevertheless, existing studies on drought have indicated the mechanisms of drought resistance in plants on the morphological, physiological, and molecular basis and strategies have been devised to cope with the drought stress such as mass screening, breeding, marker-assisted selection, exogenous application of hormones or osmoprotectants and or engineering for drought resistance. These strategies have largely ignored the role of the rhizosphere in the plant's drought response. Studies have shown that soil microbes have a substantial role in modulation of plant response towards biotic and abiotic stress including drought. This response is complex and involves alteration in host root system architecture through hormones, osmoregulation, signaling through reactive oxygen species (ROS), induction of systemic tolerance (IST), production of large chain extracellular polysaccharides (EPS), and transcriptional regulation of host stress response genes. This review focuses on the integrated rhizosphere management strategy for drought stress mitigation in plants with a special focus on rhizosphere management. This combinatorial approach may include rhizosphere engineering by addition of drought-tolerant bacteria, nanoparticles, liquid nano clay (LNC), nutrients, organic matter, along with plant-modification with next-generation genome editing tool (e.g., CRISPR/Cas9) for quickly addressing emerging challenges in agriculture. Furthermore, large volumes of rainwater and wastewater generated daily can be smartly recycled and reused for agriculture. Farmers and other stakeholders will get a proper knowledge-exchange and an ideal road map to utilize available technologies effectively and to translate the measures into successful plant-water stress management. The proposed approach is cost-effective, eco-friendly, user-friendly, and will impart long-lasting benefits on agriculture and ecosystem and reduce vulnerability to climate change.