Notícia

Estudo mostra como as plantas ativam seu sistema imunológico contra patógenos da chuva

Fonte

Universidade Nagoya

Data

sexta-feira, 15 abril 2022 11:25

Áreas

Biologia. Botânica. Imunologia. Microbiologia.

Embora a chuva seja essencial para a sobrevivência das plantas, ela também contém bactérias e outros patógenos que podem causar danos. Então, como as plantas se protegem dessa ameaça?

Um estudo recente de pesquisadores da Universidade Nagoya, no Japão, e colegas cientistas revelou que, quando as plantas são expostas à chuva, estruturas semelhantes a ‘cabelos’ na superfície da folha, chamadas tricomas, reconhecem essa chuva como um fator de risco para causar doenças e ativam seu sistema imunológico para prevenir infecções. Essas descobertas, publicadas na revista científica Nature Communications, podem contribuir para o desenvolvimento de métodos para proteger as plantas de doenças infecciosas causadas pela chuva.

As plantas têm seu próprio sistema imunológico, assim como os humanos e outros organismos multicelulares. Quando as plantas detectam patógenos, elas expressam genes relacionados ao sistema imunológico para evitar que sejam infectadas. As gotas de chuva contêm patógenos, como bactérias, fungos filamentosos e vírus e, portanto, podem causar doenças nas plantas. Com isso em mente, os pesquisadores levantaram a hipótese de que as plantas poderiam reconhecer a chuva como um fator de risco para doenças e reagir para se proteger desse risco de alguma forma.

Para descobrir como as plantas respondem à chuva, uma equipe de pesquisa liderada pelo professor Dr. Yasuomi Tada e pela professora Dra. Mika Nomoto, da Universidade Nagoya,  realizou um estudo usando mudas de Arabidopsis thaliana. A equipe começou realizando análises de sequenciamento de RNA para examinar quais genes são expressos nas folhas quando expostas à chuva. Eles descobriram que vários genes importantes relacionados ao sistema imunológico são expressos em resposta à chuva e que esses genes são regulados por genes imunossupressores chamados CAMTAs (ativadores de transcrição de ligação à calmodulina).

Como os CAMTAs são controlados por íons de cálcio (Ca2+), a equipe levantou a hipótese de que a chuva serve para aumentar as concentrações de Ca2+ nas células. Assim, eles investigaram como os níveis de Ca2+ nas folhas de Arabidopsis mudam em resposta à chuva, introduzindo GCaMP3 – um gene que fluoresce em verde quando ligado ao Ca2+ – nas folhas. Eles descobriram que quando as folhas foram expostas à chuva, os níveis de Ca2+ ao redor dos tricomas nas superfícies das folhas aumentaram.

O resultado sugere que os tricomas percebem a chuva como um fator de risco e induzem ondas de cálcio (transmissão de aumentos localizados de Ca2+ para as áreas circundantes) através da folha para inativar o imunossupressor CAMTA e, assim, ativar genes relacionados ao sistema imunológico. Para confirmar isso, eles realizaram experimentos da mesma forma usando mutantes de Arabidopsis que não possuíam tricomas, e os resultados mostraram que a propagação das ondas de cálcio ficou comprometida nos mutantes.

“A partir desses resultados, confirmamos que os tricomas desempenham um papel na detecção da chuva como fator de risco e na ativação de respostas imunes. Nossas descobertas sugerem que podemos melhorar artificialmente as capacidades defensivas das plantas contra doenças a qualquer momento e por qualquer período de tempo. Usando essa tecnologia, poderíamos ativar as respostas imunológicas das culturas quando as condições ambientais são severas o suficiente para causar doenças nas plantas, o que pode resultar em rendimentos estáveis das culturas”, concluiu o professor Yasuomi Tada.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Nagoya (em inglês).

Fonte: Universidade Nagoya. Imagem: Estímulos mecânicos iniciam a propagação concêntrica de ondas de cálcio intercelular longe dos tricomas. Fonte: Dr. Yasuomi Tada.