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As raízes das plantas têm seu próprio termômetro para medir a temperatura do solo ao seu redor e ajustam seu crescimento de acordo. Por meio de extensos experimentos, uma equipe liderada pela Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU) conseguiu demonstrar que as raízes têm seu próprio sistema de detecção e resposta de temperatura. Em um novo estudo em Jornal da EMBO, os cientistas também fornecem uma nova explicação de como as próprias raízes detectam e reagem a temperaturas mais altas. Os resultados podem ajudar a desenvolver novas abordagens para o melhoramento de plantas.
Os pesquisadores usaram câmaras climáticas para investigar como o organismo-modelo da planta, o agrião e as duas culturas, repolho e tomate, reagem ao aumento da temperatura ambiente. Eles aumentaram a temperatura ambiente de 20 para 28°C (68 para 82,4 graus Fahrenheit). “Até agora, supunha-se que o broto da planta controlava o processo de toda a planta e agia como um transmissor de longa distância que sinalizava à raiz que deveria alterar seu crescimento”, diz o professor Marcel Quint, do Instituto de Agricultura e Nutrição Ciências na MLU. Sua equipe agora conseguiu refutar isso por meio de extensos experimentos em cooperação com pesquisadores do Instituto Leibniz de Bioquímica Vegetal (IPB), ETH Zurich e do Instituto Max Planck para Pesquisa de Melhoramento de Plantas em Colônia. Em um experimento, os cientistas cortaram o broto das plantas, mas permitiram que as raízes continuassem a crescer. “Descobrimos que as raízes não foram afetadas por isso e cresceram em temperaturas elevadas da mesma forma que nas plantas com brotos intactos. A temperatura mais alta estimulou a divisão celular e as raízes ficaram significativamente mais longas”, diz Quint. A equipe também usou plantas mutantes cujos brotos não podiam mais detectar e responder a temperaturas mais altas. Essas foram enxertadas em raízes sem esse defeito. Aqui, também, as raízes foram capazes de reagir ao calor do solo, embora o broto não fizesse nada.
Os pesquisadores descobriram em todos os seus experimentos que as células das raízes aumentaram a produção do hormônio do crescimento auxina, que foi então transportado para as pontas das raízes. Lá, estimulou a divisão celular e permitiu que as raízes penetrassem mais fundo no solo. “Como o calor e a seca geralmente ocorrem em conjunto, faz sentido que as plantas explorem as camadas mais profundas e frias do solo que contêm água”, explica Quint.
Os cientistas entenderam como os brotos das plantas reagem a temperaturas mais altas por algum tempo. Suas células também produzem mais auxina, mas a planta reage de maneira diferente de suas raízes. As células do caule se esticam, o caule fica mais alto e as folhas ficam mais estreitas e se distanciam.
O estudo também fornece novos insights para o melhoramento de plantas. “Em vista da mudança climática, o crescimento das raízes está se tornando cada vez mais importante para a reprodução. Compreender a base molecular para o crescimento das raízes dependente da temperatura pode ajudar a equipar as plantas de forma eficaz contra o estresse hídrico e alcançar rendimentos estáveis a longo prazo”, diz Quint. A equipe da Quint continuará seu trabalho neste campo de pesquisa nos próximos anos. Há algumas semanas, a Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Fundação Alemã de Pesquisa) concedeu a ele cerca de 500.000 euros para um novo projeto de pesquisa exatamente sobre esse tema.
O estudo foi financiado pelo DFG, Chinese Scholarship Fund, Rosa Luxemburg Foundation, Alexander von Humboldt Foundation e Max Planck Society.
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