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Descoberto gene que controla tolerância a seca

Ilustrativa Pixabay

Uma colaboração internacional entre pesquisadores da Universidade de Copenhague (Dinamarca), Universidade de Nagoya (Japão) e a Universidade da Austrália Ocidental resultou em um grande avanço na biologia vegetal. Desde 2014, os pesquisadores trabalharam na identificação de antecedentes genéticos para a tolerância melhorada a inundações observadas no arroz, trigo e várias plantas em zonas úmidas naturais. Na revista acadêmica New Phytologist, os pesquisadores descrevem o descobrimento de um só gene que controla as propriedades da superfície do arroz, fazendo com que as folhas sejam super-hidrófobas.

O gene chamado LGF1 contra a nanoestrutura das superfícies das folhas. Durante os eventos de inundação, o gene permite a sobrevivência do arroz submerso já que as nanoestruturas de cera retém  uma película de gás na folha, daí o nome LGF1. As películas de gás facilitam o intercâmbio de gases com a água da inundação, de modo que o dióxido de carbono pode absorver durante o dia para alimentar a fotossíntese submarina e se pode extrair oxigênio à noite.

O gene LGF1 também confere tolerância à seca, já que os pequenos cristais de cera reduzem a evaporação das superfícies das folhas, conservando a água do tecido.

As superfícies super-hidrofóbicas retém uma película magra embaixo d’água, o que permite que os estômatos funcionem também durante a imersão. Os estômatos regulam a absorção de CO2 (dióxido de carbono) para a fotossíntese durante o dia, mas também a absorção de oxigênio durante a escuridão, o que permite a respiração aeróbica. Sem a capa protetora de gás, a inundação bloqueia os estômatos e o intercâmbio de gases com o ambiente fica muito restringido, em outras palavras, as plantas praticamente estariam se afogando.

“Temos utilizado microeletrodos avançado tanto em experimentos de laboratório controlados como em situações de campo para revelas os benefícios das películas de gás foliar durante a imersão”, diz o professor Ole Pedersen do Departamento de Biologia da Universidade de Copenhague.

“Temos avaliado a importância das películas de gás foliar durante a imersão do arroz e algumas situações o arroz cresce igualmente bem acima e debaixo da água, só porque o arroz possui o gene LGF1”, acrescenta Ole Pedersen.

As implicações da descoberta são enormes. Em todo o mundo, a mudança climática já provocou um aumento no número de inundações e para manter o fornecimento de alimento em um futuro mais úmido, o mundo necessita de cultivos climaticamente inteligentes que tolerem melhor as inundações. 

“No entanto, as propriedades super-hidrofóbicas de folhas codificadas pelo gene LGF1 se perdem depois de alguns dias de submersão, as plantas começam a afogar-se ao serem molhadas as folhas. Portanto, nossa pesquisa se centra agora na superexpressão do gene LGF1. A superexpressão deve cobrir as folhas com mais cristais de cera e desta maneira preparas as plantas para um evento de inundação. O feito de que tudo está controlado por um só gene faz com que o objetivo seja muito mais realista”, conclui o professor Ole Pedersen. 

 

 
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