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Erva comum pode ser ‘super planta’ chave para culturas resistentes à seca
Uma erva comum, em alguns lugares considerada até erva daninha, contém pistas importantes sobre como criar culturas resistentes à seca em um mundo assolado pelas mudanças climáticas.
Cientistas da Universidade Yale, nos Estados Unidos, descreveram como a Portulaca oleracea, comumente conhecida como beldroega, integra duas vias metabólicas distintas para criar um novo tipo de fotossíntese que permite que a erva resista à seca enquanto permanece altamente produtiva, relataram em artigo publicado na revista Science Advances.
“Esta é uma combinação muito rara de características e criou uma espécie de ‘super planta’ – uma que poderia ser potencialmente útil em empreendimentos como engenharia de cultivos”, disse a Dra. Erika Edwards, professora de Ecologia e Biologia Evolutiva de Yale e autora sênior do artigo.
As plantas desenvolveram independentemente uma variedade de mecanismos distintos para melhorar a fotossíntese, o processo pelo qual as plantas verdes usam a luz solar para sintetizar nutrientes a partir de dióxido de carbono e água. Por exemplo, milho e cana-de-açúcar desenvolveram o que é chamado de fotossíntese C4, que permite que a planta permaneça produtiva sob altas temperaturas. Plantas como cactos e agaves possuem outro tipo chamado fotossíntese CAM, que as ajuda a sobreviver em desertos e outras áreas com pouca água. Tanto a fotossíntese C4 quanto a CAM têm funções diferentes, mas recrutam a mesma via bioquímica para atuar como ‘complementos’ à fotossíntese regular.
O que torna a beldroega única é que ela possui essas duas adaptações evolutivas – o que permite que ela seja altamente produtiva e também muito tolerante à seca, uma combinação improvável para uma planta. A maioria dos cientistas acreditava que C4 e CAM operavam independentemente dentro das folhas da beldroega.
Mas a equipe de Yale, liderada pelos pesquisadores de pós-doutorado Dr. Jose Moreno-Villena e Dr. Haoran Zhou, realizou uma análise espacial da expressão gênica nas folhas de beldroega e descobriu que as atividades C4 e CAM estão totalmente integradas. Elas operam nas mesmas células, com os produtos das reações CAM sendo processados pela via C4. Este sistema fornece níveis incomuns de proteção para uma planta C4 em épocas de seca.
Os pesquisadores também construíram modelos de fluxo metabólico que podem prever o surgimento de um sistema integrado C4 + CAM que espelha seus resultados experimentais.
Compreender essa nova via metabólica pode ajudar os cientistas a criar novas maneiras de projetar culturas como o milho para ajudar a resistir à seca prolongada, disseram os autores.
“Em termos de engenharia de um ciclo CAM em uma cultura C4, como o milho, ainda há muito trabalho a fazer antes que isso se torne realidade. Mas o que mostramos é que os dois caminhos podem ser integrados de forma eficiente e compartilhar produtos. C4 e CAM são mais compatíveis do que pensávamos, o que nos leva a suspeitar que existem muito mais espécies C4+CAM por aí, esperando para serem descobertas”, concluiu a Dra. Erika Edwards.
Acesse o artigo científico completo (em inglês).
Acesse a notícia completa na página da Universidade Yale (em inglês).
Fonte: Bill Hathaway, Universidade Yale.
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