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As raízes de leguminosas servem como interfaces dinâmicas para absorção de nutrientes, fixação simbiôntica de nitrogênio (N) e adaptação a estresses ambientais como seca, salinidade, temperaturas extremas e enchentes. Apesar de seu papel fundamental na produtividade e sustentabilidade das leguminosas, a complexidade e a natureza oculta dos sistemas radiculares dificultaram sua integração em programas de melhoramento. Esta revisão sintetiza avanços baseados em ómicas, incluindo genômica (mapeamento GWAS/QTL), transcriptômica, proteômica, metabolômica, epigenômica e fenômica, que revolucionaram nossa compreensão da arquitetura do sistema radicular (RSA) e sua regulação em leguminosas principais, como soja, grão-de-bico, lentilha, ervilha, ervilha-torta, feijão-manteiga e amendoim. Discutimos como o mapeamento genômico de alta resolução, a transcriptômica de célula única e espacial, e o perfilamento epigenético identificaram reguladores-chave da nodulação, desenvolvimento radicular e respostas ao estresse. Estudos proteômicos e metabolômicos revelam ainda redes moleculares que regulam a atividade de aquaporinas, desintoxicação de ROS (Espécies Reativas de Oxigênio), metabolismo de carbono-N e remodelagem da parede celular, ligando esses caminhos à eficiência de uso de recursos aprimorada e resiliência. A integração com plataformas de fenotipagem radicular de alto rendimento, como RhizoTubes, DIRT/3D, e imagens tomográficas (CT por raios-X/RNM) permite a visualização precisa de características radiculares e facilita a integração de dados multi-ômicos. Coletivamente, essas abordagens fornecem uma compreensão em nível de sistema da plasticidade da RSA e seu controle genético. A revisão também destaca como traduzir descobertas de ómicas em biomarcadores prontos para melhoradores e modelos de seleção genômica pode acelerar o desenvolvimento de ideótipos de leguminosas resilientes às mudanças climáticas, com raízes mais profundas e eficientes da RSA. Este artigo serve como uma referência valiosa para pesquisadores que buscam integrar insights moleculares e aplicações de campo para a melhoria sustentável de leguminosas.
Singh et al. (Mon,) estudaram esta questão.