Response and tolerance mechanism of food crops under high temperature stress: a review / Mecanismo de resposta e tolerância de culturas alimentares sob estresse de alta temperatura: uma revisão

ABSTRACT

High temperature stress events are critical factors inhibiting crop yield. Meanwhile, world population is growing very rapidly and will be reached up to 9 billion by 2050. To feed increasing world population, it is challenging task to increase about 70% global food productions. Food crops have significant contribution toward global food demand and food security. However, consequences from increasing heat stress events are demolishing their abilities to survive and sustain yield when subjected to extreme high temperature stress. Therefore, there is dire need to better understand response and tolerance mechanism of food crops following exposure to heat stress. Here, we aimed to provide recent update on impact of high temperature stress on crop yield of food crops, pollination, pollinators, and novel strategies for improving tolerance of food crop under high temperature stress. Importantly, development of heat-resistant transgenic food crops can grant food security through transformation of superior genes into current germplasm, which are associated with various signaling pathways as well as epigenetic regulation in response to extreme high temperature stress.

RESUMO

Eventos de estresse de alta temperatura são fatores críticos que inibem o rendimento das culturas. Enquanto isso, a população mundial está crescendo muito rapidamente e atingirá até 9 bilhões em 2050. Para alimentar a crescente população mundial, é uma tarefa desafiadora aumentar cerca de 70% da produção global de alimentos. As culturas alimentares têm uma contribuição significativa para a procura global de alimentos e a segurança alimentar. No entanto, as consequências do aumento de eventos de estresse por calor estão destruindo suas habilidades de sobreviver e manter a produção quando submetidos a estresse de alta temperatura. Portanto, há uma necessidade urgente de entender melhor o mecanismo de resposta e tolerância das safras de alimentos após a exposição ao estresse por calor. Aqui, nosso objetivo foi fornecer atualizações recentes sobre o impacto do estresse de alta temperatura no rendimento de culturas de alimentos, polinização, polinizadores e novas estratégias para melhorar a tolerância de culturas de alimentos sob estresse de alta temperatura. É importante ressaltar que o desenvolvimento de culturas alimentares transgênicas resistentes ao calor pode garantir segurança alimentar por meio da transformação de genes superiores em germoplasma atual, que estão associados a várias vias de sinalização, bem como à regulação epigenética em resposta ao estresse de alta temperatura extrema.