p Cientistas da Wageningen University &Research descobriram uma variação genética natural para a fotossíntese em plantas e estão decifrando-a ao nível do DNA. Como resultado, deve ser possível criar culturas que usem a fotossíntese de forma mais eficaz no futuro, aumentando seu rendimento e permitindo que capturem mais CO2 do ar no solo. Isso representa um grande passo no longo caminho para resolver os desafios globais dos alimentos e concretizar o acordo climático de Paris. p Liderado por Mark Aarts e Jeremy Harbinson, uma equipe de cientistas demonstrou que o agrião (um modelo comum de planta) tem vários genes envolvidos na adaptação às mudanças na quantidade de luz à qual as plantas são expostas. Seu estudo foi publicado em um artigo em Nature Communications .

p Um gene já foi estudado em detalhes. Conhecido como o gene Yellow Seedling 1, está envolvido na adaptação dos cloroplastos às mudanças de luz. Devido a uma variação neste gene, algumas plantas de agrião podem suportar um aumento de luz (a diferença entre um dia nublado e um dia ensolarado, por exemplo) melhor do que outros. É a primeira vez que esta variação foi encontrada no agrião, mas como os genes para fotossíntese ocorrem em quase todas as espécies de plantas, os cientistas esperam que uma variação semelhante possa ser encontrada em muitas outras culturas também.

p A descoberta mostra que é possível melhorar a fotossíntese com base na variação genética natural, algo que foi duvidado até agora. A longo prazo, o melhoramento da fotossíntese pode fazer com que as safras produzam mais rendimento com a mesma quantidade de solo, água e nutrientes. Isso traz o conceito de 'mais' (rendimento) 'com menos' (solo, água e nutrientes) um passo mais perto.

p Algumas plantas adaptam seu sistema de fotossíntese

p As plantas precisam de luz para converter CO2 e água em açúcares e oxigênio. Os açúcares constituem a base e a fonte de energia de todas as substâncias que uma planta produz para crescer. Já sabemos há algum tempo que as plantas podem responder de maneira diferente à luz, como é mostrado na eficiência de sua fotossíntese. Os ancestrais das safras que comemos diariamente precisavam dessa variação para fazer o melhor uso dos locais em que cresciam. Isso permitiu que eles se desenvolvessem tanto em plena luz do sol quanto na sombra de outras plantas.

p Embora a fotossíntese seja um processo essencial para as plantas, ele apresenta um risco e exige um alto nível de controle para gerenciar os fluxos de energia. Se uma planta é repentinamente exposta a muita luz, tem que se adaptar à nova situação. As plantas geralmente se protegem contra a fotossíntese excessiva, mantendo várias margens de segurança, o que significa que a adaptação leva vários dias. O estudo dos cientistas de Wageningen agora mostra que algumas plantas podem se adaptar mais rápido do que outras, e são, portanto, capazes de adaptar seu sistema de fotossíntese ao ambiente mais cedo.

p Seleção na fotossíntese na reprodução

p Hoje em dia, nós criamos colheitas em um ambiente que é muito mais fácil de controlar do que as condições naturais originais. Por exemplo, as plantas agora recebem nutrientes e água suficientes, alinhado ao crescimento máximo. Devido ao rápido desenvolvimento da agricultura no século passado, as plantas ainda não conseguiram se adaptar a essas novas condições. Pode-se dizer que eles ainda são cautelosos e respondem relativamente devagar a mudanças repentinas, como luz excessiva. As plantas que podem se adaptar às mudanças nas condições de luz mais rapidamente serão capazes de usar a água e os nutrientes disponíveis de forma mais eficiente, eventualmente produzindo um rendimento maior.

p Então, como é que há tão pouca seleção na fotossíntese mais eficiente na reprodução? Por muito tempo se pensou que a fotossíntese era naturalmente otimizada e que pouco poderia ser ganho em reprodução. Além disso, é muito difícil medir a contribuição genética para a variação da fotossíntese das plantas no campo, tornando difícil selecionar na fotossíntese sem conhecimento prévio. Como a fotossíntese é tão sensível às condições climáticas, as variações no campo - mesmo entre plantas geneticamente idênticas - costumam ser substanciais.

p "Realizamos nossos experimentos sob condições rigidamente controladas, permitindo-nos manter a variação nos fatores ambientais ao mínimo, "diz Aarts." Em seguida, medimos a fotossíntese de todas as plantas no experimento em vários momentos do dia e por meio de um método idêntico, e aplicou apenas um único fator de estresse:um aumento único na quantidade de luz. Isso nos permitiu determinar com precisão a contribuição genética de como as plantas se adaptaram à nova situação estressante. Usamos um dos genes que encontramos para estudar a variação na sequência de DNA entre as várias plantas em detalhes. "

p Novas variedades de culturas

p As descobertas oferecem às empresas de melhoramento novas oportunidades. Agora sabemos que as plantas respondem à variação da luz de sua própria maneira, e que isso é determinado em seu DNA. Ainda não sabemos como essas adaptações funcionam na planta, Contudo, e mais pesquisas são necessárias para descobrir como a fotossíntese melhorada afeta o crescimento da planta antes de podermos nos concentrar na seleção dessa propriedade.