Descoberta da Universidade da Califórnia aumenta a probabilidade de cultivo de alimentos apesar da seca
Cientistas da Universidade da Califórnia descobriram dados genéticos que ajudarão as safras de alimentos como tomate e arroz a sobreviver por períodos mais longos e intensos de seca em nosso planeta, que está aquecendo.
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| Genes para manter as plantas verdes |
Ao longo da última década, a equipe de pesquisa procurou criar um atlas molecular de raízes de culturas, onde as plantas detectam pela primeira vez os efeitos da seca e outras ameaças ambientais. Ao fazer isso, eles descobriram genes que os cientistas podem usar para proteger as plantas desses estresses.
Seu trabalho, publicado na revista Cell, alcançou um alto grau de compreensão das funções da raiz porque combinou dados genéticos de diferentes células de raízes de tomate cultivadas tanto dentro como fora de casa.
"Freqüentemente, os pesquisadores fazem experimentos em laboratório e em estufa, mas os agricultores cultivam coisas no campo, e esses dados olham para as amostras de campo também", disse Neelima Sinha, professora de biologia vegetal da UC Davis e coautora do artigo.
Os dados renderam informações sobre genes que dizem à planta para fazer três coisas principais.
Os xilemas são vasos ocos em forma de tubo que transportam água e nutrientes desde as raízes até os brotos. Sem transporte no xilema, a planta não pode criar seu próprio alimento por meio da fotossíntese.
"Xylem é muito importante para proteger as plantas contra a seca, bem como contra o sal e outros estresses", disse o principal autor do estudo, Siobhan Brady, professor de biologia vegetal da UC Davis.
Por sua vez, sem o transporte de minerais vegetais no xilema, humanos e outros animais teriam menos vitaminas e nutrientes essenciais para nossa sobrevivência. Além de alguns jogadores típicos necessários para formar o xilema, novos e surpreendentes genes foram encontrados.
O segundo conjunto-chave de genes são aqueles que direcionam uma camada externa da raiz para produzir lignina e suberina. A suberina é a substância-chave da cortiça e envolve as células das plantas numa camada espessa, retendo a água durante a seca.
Culturas como tomate e arroz têm suberina nas raízes. As frutas da maçã têm suberina em torno de suas células externas. Onde quer que ocorra, evita que a planta perca água. A lignina também impermeabiliza as células e fornece suporte mecânico.
"Suberina e lignina são formas naturais de proteção contra a seca, e agora que os genes que as codificam nesta camada muito específica de células foram identificados, esses compostos podem ser aprimorados", disse a co-autora do estudo Julia Bailey-Serres, UC Professor de genética de Riverside.
"Estou animada por termos aprendido muito sobre os genes que regulam essa camada de barreira à umidade. É muito importante para melhorar a tolerância das safras à seca", disse ela.
Os genes que codificam o meristema da raiz de uma planta também se revelaram notavelmente semelhantes entre o tomate, o arroz e a Arabidopsis, uma planta modelo parecida com uma erva daninha. O meristema é a ponta crescente de cada raiz e é a fonte de todas as células que constituem a raiz.
"É a região que vai fazer o resto da raiz e serve como seu nicho de células-tronco", disse Bailey-Serres. "Ele dita as propriedades das próprias raízes, como o tamanho que elas crescem. Ter conhecimento disso pode nos ajudar a desenvolver sistemas radiculares melhores."
Brady explicou que, quando os agricultores estão interessados em uma cultura específica, eles selecionam plantas que possuem características que podem ser vistas, como frutas maiores e mais atraentes. Muito mais difícil para os criadores é selecionar plantas com propriedades abaixo do solo que eles não podem ver.
"A 'metade escondida' de uma planta, abaixo do solo, é crítica para os criadores considerarem se desejam cultivar uma planta com sucesso", disse Brady. "Ser capaz de modificar o meristema das raízes de uma planta nos ajudará a projetar safras com propriedades mais desejáveis."
Embora este estudo tenha analisado apenas três plantas, a equipe acredita que as descobertas podem ser aplicadas de forma mais ampla.
"O tomate e o arroz estão separados por mais de 125 milhões de anos de evolução, mas ainda vemos semelhanças entre os genes que controlam as características principais", disse Bailey-Serres. "É provável que essas semelhanças também sejam verdadeiras para outras safras."
Fonte da história:
Materiais fornecidos pela University of California - Riverside . Original escrito por Jules Bernstein
