Descoberto gene que controla tolerância à seca
Uma colaboração internacional entre investigadores da Universidade de Copenhaga (Dinamarca), Universidade de Nagoya (Japão) e a Universidade da Austrália Ocidental, resultou num grande avanço na biologia vegetal. Desde 2014, os investigadores trabalharam na identificação de antecedentes genéticos para a tolerância melhorada a inundações observadas no arroz, trigo e várias plantas em zonas húmidas naturais. Na revista académica New Phytologist, os investigadores 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 define 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 a troca de gases com a água da inundação, de modo que o dióxido de carbono pode ser absorvido durante o dia para alimentar a fotossíntese submarina e pode-se extrair oxigénio 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 hidrofóbicas retém uma película fina debaixo de água, o que permite que os estomas funcionem também durante a imersão. Os estomas regulam a absorção de CO2 (dióxido de carbono) para a fotossíntese durante o dia, mas também a absorção de oxigénio durante a escuridão, o que permite a respiração aeróbica. Sem a capa protetora de gás, a inundação bloqueia os estomas e a troca gasosa com o ambiente fica muito restringida, por outras palavras, as plantas praticamente afogavam-se.
“Temos utilizado microeletrodos avançados tanto em experiências de laboratório controladas como em situações de campo, para revelar os benefícios das películas de gás foliar durante a imersão”, diz o professor Ole Pedersen do Departamento de Biologia da Universidade de Copenhaga.
“Temos avaliado a importância das películas de gás foliar durante a imersão do arroz e em 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 húmido, o mundo necessita de culturas climaticamente inteligentes que tolerem melhor as inundações.
“No entanto, as propriedades hidrofóbicas de folhas codificadas pelo gene LGF1 perdem-se depois de alguns dias de submersão e as plantas começam a afogar-se. Portanto, a nossa investigação centra-se agora na superexpressão do gene LGF1. A superexpressão deve cobrir as folhas com mais cristais de cera e desta maneira preparar as plantas para um evento de inundação.”, conclui o professor Ole Pedersen.
