.
Como os jardineiros experientes sabem, as cabeças dos brócolis não se desenvolvem adequadamente e podem se assemelhar à couve-flor quando cultivadas em temperaturas mais altas.
Um novo estudo identifica as bases genéticas de por que as cabeças de brócolis se tornam anormais quando está quente, fornecendo informações sobre os efeitos do aquecimento induzido pelo clima para todas as culturas e apontando o caminho para a criação de novas variedades resistentes ao calor.
O brócolis cresce melhor quando plantado no início da primavera ou no final do verão, no outono. Os pesquisadores descobriram que, enquanto o brócolis cresce normalmente em temperaturas médias de 61 graus Fahrenheit, suas coroas começam a se deformar a 72 graus F e forma densas cabeças semelhantes a couve-flor (chamadas coalhada) a 82 graus F.
Os pesquisadores então aplicaram 5-azacitidina, uma substância química conhecida por inibir um processo chamado metilação do DNA, onde um grupo metil – uma pequena molécula – é adicionado ao DNA. A metilação é um mecanismo para ativar e desativar os genes; neste caso, suprime um conjunto de genes necessários para a produção normal de cabeças de brócolis. Quando a 5-azacitidina foi administrada, as cabeças normais de brócolis cresceram até 82 graus F, sugerindo que a metilação estava por trás do crescimento anormal na presença de calor.
“Uma vez que entendemos melhor o mecanismo, devemos ser capazes de encontrar maneiras de desenvolver uma nova biotecnologia, uma abordagem de genética molecular para suprimir a metilação do DNA, a fim de produzir colheitas para crescer em temperaturas muito mais quentes e em regiões mais amplas”, disse Susheng Gan. , professor da Cornell University na Faculdade de Agricultura e Ciências da Vida e co-autor correspondente do artigo publicado em 22 de dezembro na revista Horticultura Molecular. Liping Chen, professor de ciência vegetal na Universidade de Zhejiang em Hangzhou, China, é o outro autor correspondente.
As temperaturas mais quentes afetam todos os aspectos do crescimento e desenvolvimento das plantas. O desenvolvimento da flor é especialmente complexo e sensível às temperaturas, com o calor reduzindo a qualidade e o rendimento de vegetais como brócolis, onde a cabeça da flor completa – incluindo caules, caules, folhas e flores – é consumida. Embora mais estudos sejam necessários, Gan acredita que em temperaturas mais altas, a metilação do DNA dos genes envolvidos no desenvolvimento floral pode ser conservada em todas as culturas.
No estudo, os pesquisadores traçaram o perfil das plantas de brócolis (Brassica oleracea) usando tecnologias de sequenciamento de genoma completo que identificaram o metiloma da planta – onde ocorreu a metilação do genoma – e seu transcriptoma – que identifica quais genes estão ativados. Eles descobriram que o desenvolvimento anormal de flores em brócolis era regulado por conjuntos de genes associados à cessação do desenvolvimento floral (FCGs). A 61 graus F, as cabeças de brócolis (seu botão floral) desenvolveram-se normalmente. A 82 graus F e, em menor grau, a 72 graus F, a metilação dos elementos genéticos que ativaram os FCGs foi suprimida.
Quando cultivado em temperaturas mais quentes, o desenvolvimento floral fica restrito aos estágios iniciais de desenvolvimento. Portanto, a 72 graus F, os brotos de brócolis ficam restritos a um estágio em que parecem um cruzamento entre uma cabeça de brócolis e coalhada de couve-flor; e a 82 graus, eles são ainda mais subdesenvolvidos e se assemelham a uma coalhada semelhante a uma couve-flor.
Estudos futuros examinarão o mecanismo por trás da metilação do DNA de FCGs em altas temperaturas.
Zilei Yao e Lu Yuan, ambos da Universidade de Zhejiang, são os primeiros autores do estudo.
Fonte da história:
Materiais fornecidos por Universidade de Cornell. Original escrito por Krishna Ramanujan, cortesia do Cornell Chronicle. Observação: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e tamanho.
.
