Fonte: Technology Networks

As plantas têm de ser flexíveis para sobreviver às mudanças ambientais ,  e os métodos adaptativos que utilizam devem muitas vezes ser tão mutáveis ​​como as mudanças no clima e nas condições a que se adaptam. Para lidar com a seca, as raízes das plantas produzem um polímero repelente à água chamado suberina, que impede que a água flua em direção às folhas, onde evaporaria rapidamente. Sem a suberina, a perda de água resultante seria como deixar a torneira aberta.

Em algumas plantas, a suberina é produzida por células endodérmicas que revestem os vasos dentro das raízes. Mas em outros, como o tomate, a suberina é produzida em células exodérmicas que ficam logo abaixo da casca da raiz.

O papel da suberina exodérmica é desconhecido há muito tempo, mas um novo estudo realizado por pesquisadores da Universidade da Califórnia, Davis, publicado em 2 de janeiro na  Nature Plants  , mostra que ela desempenha a mesma função que a suberina endodérmica e que, sem ela, os tomateiros são menos capazes de lidar com o estresse hídrico. Esta informação poderia ajudar os cientistas a conceber culturas resistentes à seca.

“Isso adiciona a suberina exodérmica à nossa caixa de ferramentas de maneiras de ajudar as plantas a sobreviver por mais tempo e a lidar com a seca”, disse  Siobhan Brady , professora do Departamento de Biologia Vegetal e Centro de Genoma da UC Davis e autora sênior do artigo. “É quase como um quebra-cabeça – se você conseguir descobrir quais células têm modificações que protegem a planta durante condições ambientais difíceis, você pode começar a fazer perguntas como, se você construir essas defesas umas sobre as outras, isso torna a planta mais forte?”

No novo estudo, o pós-doutorado Alex Cantó-Pastor trabalhou com Brady e uma equipe internacional de colaboradores para descobrir o papel da suberina exodérmica e mapear as vias genéticas que regulam sua produção.

Combinando métodos novos e clássicos

“É realmente a fusão da metodologia clássica com a de ponta que nos permite observar tanto o processo que está acontecendo em uma célula individual  quanto  o que você vê em toda a planta”, disse Brady. “Então, indo de super pequeno para muito, muito grande.”

Brady, Cantó-Pastor e colegas começaram identificando todos os genes que são usados ​​ativamente pelas células exodérmicas das raízes. Em seguida, eles realizaram a edição genética para criar cepas mutantes de tomateiro que não possuíam versões funcionais de vários genes que suspeitavam estarem envolvidos na produção de suberina. Eles descobriram sete genes necessários para a deposição de suberina. 

Em seguida, os pesquisadores testaram o papel da suberina exodérmica na tolerância à seca, expondo alguns dos tomateiros mutantes a uma seca de dez dias. Para estas experiências, os investigadores concentraram-se em dois genes: SIASFT, uma enzima envolvida na produção de suberina e SlMYB92, um factor de transcrição que controla a expressão de outros genes envolvidos na produção de suberina.

As experiências confirmaram que ambos os genes são necessários para a produção de suberina e que, sem eles, os tomateiros são menos capazes de lidar com o stress hídrico. As plantas mutantes cresceram tão bem quanto as plantas normais quando foram bem regadas, mas ficaram significativamente mais murchas após dez dias sem água.

“Em ambos os casos em que há mutações nesses genes, as plantas ficam mais estressadas e não conseguem responder às condições de seca”, disse Brady.

Tendo demonstrado o valor da suberina em estufa, os investigadores planeiam agora testar o potencial da suberina à prova de seca no campo.

“Temos trabalhado para pegar essa descoberta e colocá-la em campo para tentar tornar os tomates mais tolerantes à seca”, disse Brady.