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Como se espera que as mudanças climáticas levem a períodos de seca mais frequentes, os pesquisadores estão trabalhando cada vez mais para fazer descobertas que possam ajudar as plantas a se adaptarem ao estresse hídrico prolongado.
Pesquisadores do Boyce Thompson Institute e da Cornell University concluíram o primeiro estudo para fornecer uma imagem abrangente das mudanças na expressão gênica em resposta ao estresse hídrico em uma fruta – o tomate, Solanum lycopersicum — identificando genes que podem ajudar os criadores de plantas a desenvolver frutas que possam lidar com as condições de seca.
Publicado na edição de dezembro da Fisiologia vegetal, o trabalho foi liderado pela equipe de pesquisa de Carmen Catalá, professora assistente da BTI e pesquisadora associada sênior na Escola de Ciência Vegetal Integrativa (SIPS) em Cornell. Os pesquisadores colaboradores incluem Jocelyn Rose, professora da SIPS, e os professores da BTI Jim Giovannoni, Zhangjun Fei e Lukas Mueller, que também são professores adjuntos da SIPS
“Identificamos vários genes envolvidos na resposta ao estresse hídrico no fruto do tomate”, disse Catalá. “Agora podemos começar a selecionar genes candidatos que podem ajudar os criadores a desenvolver frutas que podem se adaptar às condições de seca, e não apenas tomates, mas também uvas, maçãs e frutas carnudas em geral. Essa é uma aplicação potencial de longo prazo desses dados. “
Os pesquisadores analisaram a expressão gênica em folhas de tomate e seis órgãos do fruto (pericarpo, placenta, septo, columela, geléia e sementes) em dois momentos diferentes (crescimento e frutos maduros) e sob quatro condições diferentes de estresse hídrico (nenhum, leve, intermediário e Forte).
Os pesquisadores descobriram que cada um dos tecidos dos órgãos da fruta mudou de maneira única ao longo do tempo.
“Menos de 1% dos genes expressos que foram afetados pelo estresse hídrico foram compartilhados entre todos os seis tecidos da fruta, e mais de 50% dos genes afetados eram específicos de um único tecido”, disse Catala.
Em contraste com os efeitos negativos da seca, que desencadeiam distúrbios fisiológicos e perda de frutas, existem alguns efeitos positivos associados à seca – pelo menos com a seca leve.
Por exemplo, os pesquisadores descobriram que o estresse hídrico aumenta a quantidade de licopeno em frutas maduras. O licopeno é um antioxidante que tem benefícios documentados para a saúde. Frutas com estresse hídrico também apresentaram níveis mais altos de biossíntese de amido, o que poderia produzir tomates mais doces.
Os pesquisadores também descobriram que poderiam “treinar” tomates para serem mais resistentes a futuras secas de água.
“Quando semeamos as sementes de plantas tratadas, descobrimos que as mudas de tomates estressados mostraram uma melhor recuperação do estresse hídrico em comparação com as mudas de tomates de controle”, disse Philippe Nicolas, cientista de pós-doutorado no laboratório de Catalá e primeiro autor do artigo.
Nicolas disse ter identificado vários genes cuja expressão é induzida pelo estresse hídrico em sementes maduras, o que pode desempenhar um papel importante em conferir tolerância ao estresse hídrico para a próxima geração de plantas.
O estudo foi desafiador de algumas maneiras porque os pesquisadores estavam olhando para frutas. A maioria dos estudos de respostas de plantas ao estresse hídrico examina raízes e folhas de mudas porque são relativamente fáceis de estudar.
“É relativamente fácil estressar as mudas, mas se você estressar demais as plantas, elas não florescerão e não desenvolverão frutos”, disse Catalá. “Além disso, quando você deseja estudar frutas, deve cultivar plantas adultas, o que leva mais tempo, espaço e recursos gerais.”
Fonte da história:
Materiais fornecidos por Instituto Boyce Thompson. Original escrito por AJ Bouchie. Observação: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e tamanho.
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