p A planta quinoa pode servir como um modelo para tornar outras culturas tolerantes ao sal. Ela cresce bem em solos salinos porque o excesso de sal é simplesmente despejado em bexigas especiais em suas folhas. p A erosão do solo é considerada um problema que coloca em risco a alimentação da população humana. Um de seus aspectos é a salinização do solo, que afeta em particular as regiões secas da terra, onde os agricultores são forçados a irrigar seus campos intensamente. Grandes quantidades de sais dissolvidos na água, como sódio e cloreto, são difundidos no solo e permanecem lá depois que a água evapora. O sal prejudica as plantações e pode até tornar os solos inférteis a longo prazo.

p "Todas as abordagens até agora para criar plantas tolerantes ao sal devem ser consideradas mais ou menos como falhas", diz o professor Rainer Hedrich, cientista de plantas na Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg na Baviera, Alemanha. Todos eles visavam fazer as plantas cultivadas crescerem em solos salinos e identificar linhagens tolerantes ao sal no processo. Mas essa abordagem não pode funcionar.

p E isso por uma razão:"Nossas plantações são o resultado de muitos anos de cultivo. Durante esse tempo, o homem os protegeu de quase todas as influências ambientais negativas, de modo que eles perderam muito de sua resiliência natural ", explica Hedrich. "Assim que essas linhas de elite entram em contato com muito sal, eles geralmente morrem. "

p Plantas tolerantes ao sal servem de modelo

p Rainer Hedrich, junto com o professor Sergey Shabala (Universidade da Tasmânia), começou a desenvolver uma nova estratégia. Os dois cientistas apostaram em plantas que são naturalmente tolerantes ao sal.

p Uma dessas plantas é a quinoa ( Chenopodium quinoa ) Vem dos Andes, onde tem sido usado como alimento por 7, 000 anos. Enquanto isso, as sementes deste pseudo-cereal sul-americano, que são isentos de glúten e ricos em vitaminas, chegaram às prateleiras dos supermercados europeus.

p A planta absorve o sal do solo e o armazena em células em formato de bexiga na superfície das folhas. Isso protege os processos metabólicos sensíveis ao sal, e a planta pode crescer bem mesmo em solos salinos.

p Sem as células da bexiga, a quinua sofre de estresse salino

p Os pesquisadores descobriram uma maneira simples de provar que são realmente as células da bexiga que garantem a tolerância da planta ao sal. "Apenas algumas pinceladas leves sobre uma folha de quinua fazem com que as células da bexiga caiam", diz o professor Shabala. Despojado de suas bexigas de sal, essas plantas crescem em solos não salinos tão bem quanto em espécimes não escovados. Mas a exposição ao sal comum impede seu crescimento significativamente.

p As células vesicais redondas a ovais da quinua têm um diâmetro de quase meio milímetro. Eles são verdadeiros gigantes no reino das plantas, e geralmente podem ser vistos até mesmo a olho nu. Sua capacidade de armazenamento é até 1000 vezes maior do que a de qualquer célula normal da superfície da folha.

p O preço do descarte do sal é o açúcar

p Para ter uma ideia do "sistema operacional" da quinua e de suas células da bexiga, o grupo de trabalho do professor Jian-Kang Zhu (Universidade de Xangai) decodificou o DNA do cereal andino. A equipe do professor Hedrich então comparou os genes ativos de folhas e células da bexiga. As análises bioinformáticas necessárias foram realizadas por especialistas da Universidade de Xangai e da equipe de Georg Haberer do Helmholtz Center Munich.

p O resultado:mesmo sem tratamento com sal, há genes que atuam nas células da bexiga que em outras espécies só estão ativos quando a planta está sob estresse. Eles incluem transportadores que transportam íons de sódio e cloreto para a célula da bexiga. Uma estimulação com sal desencadeia a ativação de outros genes necessários para manter o caminho do sinal para o hormônio do estresse ABA.

p Armazenar o sal consome energia. Essa energia é gerada pelas células da bexiga a partir de moléculas de açúcar que elas importam especialmente da folha para esse fim. As células da bexiga recebem a energia necessária da folha e retribuem absorvendo o sal tóxico ", explica Hedrich.

p Tolerância de cruzamento de sal em plantas de cultivo

p As novas descobertas foram publicadas no Relatórios de Célula Diário. Eles devem ser usados ​​a longo prazo para a criação de plantas tolerantes ao sal. “O primeiro passo está dado”, diz o professor Hedrich. "Agora vamos usar uma combinação de genética do desenvolvimento e a análise funcional das proteínas de transporte de sal para entender os mecanismos moleculares que produzem e mantêm a tolerância ao sal na quinoa."

p A equipe de pesquisa do JMU deseja aprender com as linhagens de quinua equipadas com um número muito grande ou muito baixo de bexigas de sal. Tem uma grande piscina para aproveitar:até agora são conhecidas cerca de 2.000 variedades silvestres e cultivadas da planta dos Andes. O resultado final de seu trabalho pode ser não apenas o cultivo de variedades de quinoa com uma tolerância ainda maior ao sal, mas também o cruzamento de genes de tolerância ao sal em plantas de cultivo relacionadas, como beterraba sacarina ou espinafre.