Conheça uma planta ‘extrema’ que prospera e cresce mais rápido sob estresse
Compreender o que faz as plantas extremófitas funcionarem pode ajudar os pesquisadores a projetar uma resposta semelhante em culturas cruciais que estão em risco devido à crise climática.
“Com a mudança climática, não podemos esperar que o ambiente permaneça o mesmo”, disse o principal autor do estudo, Ying Sun, pesquisador de pós-doutorado no Salk Institute for Biological Studies, em San Diego, em um comunicado. “Nossas plantações terão que se adaptar a essas condições que mudam rapidamente. Se pudermos entender os mecanismos que as plantas usam para tolerar o estresse, podemos ajudá-las a fazê-lo melhor e mais rápido.”
Normalmente, as plantas desaceleram metabolicamente quando as condições ao seu redor não suportam o crescimento normal. Eles crescem menos folhas e raízes. Os poros das plantas se fecham para reter a água. Essa estratégia funciona por um curto período, mas se as condições adversas prevalecerem, as plantas morrem.
Extremófitos são o oposto – especialmente um membro de aparência esfarrapada da família de plantas de mostarda chamado Schrenkiella parvula.
Encontra-se crescendo ao longo das margens do Lago Tuz, no centro da Turquia, em condições que matariam a maioria das plantas. O teor de sal do lago pode ser seis vezes maior do que no oceano e, no entanto, essa planta cresce mais rápido diante de condições tão estressantes e falta de chuva.
“A maioria das plantas produz um hormônio do estresse que age como um sinal de parada para o crescimento”, disse o autor sênior do estudo, José Dinneny, professor associado de biologia da Universidade de Stanford. “Mas neste extremófito, é uma luz verde. A planta acelera seu crescimento em resposta a esse hormônio do estresse.”
Resposta ao estresse
As plantas liberam um hormônio chamado ácido abscísico, ou ABA, quando encontram certas condições adversas, e o hormônio aciona alguns dos genes da planta em alta velocidade para que ela saiba como responder.
Schrenkiella parvula é um membro da maior família de plantas Brassicaceae, que inclui culturas como repolho, brócolis e nabos, e outras culturas alimentares importantes. Os pesquisadores compararam como diferentes plantas dessa família responderam à liberação de ácido abscísico.
As outras plantas desaceleraram ou interromperam seu crescimento, mas as raízes de Schrenkiella parvula aceleraram o crescimento.
“S. parvula pegou esse ‘sinal de alerta’ que a planta usa para evitar o estresse e o transformou em um sinal robusto de indução de crescimento”, disse Dinneny, que também é diretor de estudos de pós-graduação e presidente do Comitê de Pós-Graduação em Departamento de Biologia de Stanford. “Isso nos diz que as condições ambientais que são perigosas para algumas plantas podem ser convidativas para outras.
A equipe também estudou Eutrema salsugineum, outra planta extremófita encontrada crescendo ao longo das costas salgadas da China. Esta planta desenvolveu suas próprias características independentes para prosperar em um ambiente semelhante, por isso forneceu uma boa comparação com a Schrenkiella parvula.
Bioengenharia de resiliência de culturas
“Com os avanços no sequenciamento do genoma, agora é possível estudar essas plantas e desbloquear os mecanismos genéticos que permitem que essas plantas cresçam em ambientes extremos”, disse Dinneny.
Decompor como as plantas lidam com condições estressantes pode ajudar os cientistas a introduzir maneiras de ajudar as culturas a se adaptarem por meio do melhoramento de plantas para melhorar sua resiliência.
A engenharia dessa mesma resposta ao estresse pode ajudar as culturas a prosperar em períodos de seca, que devem piorar no futuro devido à crise climática. E também poderia ser aplicado a espécies de plantas que poderiam ser usadas para combustível de aviação sustentável ou biocombustível.
“Você quer cultivar culturas de bioenergia em terras que não são adequadas para o cultivo de alimentos – digamos, um campo agrícola que degradou o solo ou acumulou salinidade devido à irrigação inadequada”, disse Dinneny. “Essas áreas não são imóveis agrícolas de primeira, mas terras que seriam abandonadas de outra forma.”
A pesquisa foi parcialmente financiada pelo Departamento de Energia dos EUA para entender melhor como a genética de plantas pode levar a melhores culturas de bioenergia para a sustentabilidade, disse Dinneny.
Em seguida, Dinneny e sua equipe querem ajustar os genes ativados pelo ácido abscísico em diferentes plantas para ver como eles respondem. E, finalmente, os pesquisadores querem saber como as extremófitas evoluíram para desenvolver suas características para tolerar ambientes hostis.
“Estamos tentando entender qual é o molho secreto para essas espécies de plantas – o que permite que elas cresçam nesses ambientes únicos e como podemos usar esse conhecimento para projetar características específicas em nossas plantações”, disse Dinneny.
