Experimentos inovadores usando parcelas de campo com temperatura controlada ajudaram a explicar a ligação entre as temperaturas do início do inverno e o rendimento de algumas de nossas culturas arvenses mais comercializáveis.
A tecnologia de laboratório e de campo permitiu que a equipe de pesquisadores do John Innes Center simulasse as estações de cultivo completas e estabelecesse que o resfriamento é importante no final de novembro/início de dezembro porque promove o crescimento durante o desenvolvimento floral inicial da cultura.

Eles mostraram que as plantas de colza podem passar por uma fase de desenvolvimento conhecida como dormência do botão floral se a temperatura do inverno for muito quente. Esse processo fisiológico ocorre quando os botões microscópicos recém-formados ficam inativos esperando que as baixas temperaturas sinalizem o crescimento e é bem compreendido em plantas perenes que crescem ano após ano.

Este estágio de desenvolvimento não era conhecido em culturas anuais (aquelas que completam seu ciclo de vida em uma estação de crescimento).

As plantas de colza oleaginosa que foram refrigeradas neste estágio de desenvolvimento chave desenvolveram-se mais rapidamente e tiveram maior rendimento, produzindo mais sementes por vagem. Por outro lado, as plantas cultivadas em condições mais quentes cresceram lentamente e foram de menor rendimento.

O professor Steve Penfield, líder de grupo do John Innes Center, diz que "foi surpreendente descobrir que as plantas anuais de inverno têm essa dormência de botões florais - ninguém jamais sugeriu que esse mecanismo seja importante para o controle do tempo de floração em plantas anuais. Nossos experimentos ainda mostram que, se os botões de flores experimentam temperaturas mais quentes do que a média, o crescimento diminui e as plantas produzem flores aberrantes e baixo rendimento.

Estudos anteriores mostraram uma forte correlação entre as temperaturas do final de novembro e início de dezembro e o rendimento de culturas como a colza, que são anuais de inverno, plantadas no outono e colhidas no verão seguinte.

Temperaturas mais frias durante esta janela climática estão ligadas a rendimentos mais altos, enquanto temperaturas mais quentes resultam em rendimentos mais baixos. As diferenças de condições durante esta importante janela climática são responsáveis ​​por uma variação de até 25% do rendimento total.

Compreender as razões por trás das correlações estatísticas entre clima e rendimento é importante para prever o impacto das mudanças climáticas na produção agrícola e pode ser usado para desenvolver estratégias para adaptar a cultura para produzir maiores rendimentos com invernos mais quentes.

O primeiro autor do artigo, Dr. Carmel O'Neil, diz que eles "querem entender o efeito das mudanças climáticas nos rendimentos das colheitas do Reino Unido. Para prever esses efeitos e responder a eles, devemos entender todos os processos pelos quais as variações climáticas afetam o rendimento. E foi isso que fizemos aqui neste estudo - provando experimentalmente o que vimos anteriormente em estudos correlacionados."

No que se acredita ser um conjunto único de experimentos, os pesquisadores usaram Salas de Ambiente Controlado internas programadas para simular uma estação de crescimento anual de inverno com base em dados climáticos coletados de uma fazenda.

Após o teste interno controlado por laboratório, a equipe mudou o experimento para um teste de campo, usando um sistema de campo aquecido ao ar livre nos testes de campo e no local de experimentação do John Innes Center, Church Farm.

Os resultados dos testes de laboratório e de campo foram os mesmos, condições mais quentes levaram a um crescimento mais lento e a um rendimento reduzido.

Usando técnicas moleculares, a equipe analisou os genes expressos nos tecidos dos botões das plantas de colza que foram afetadas por mudanças de temperatura. Isso mostrou que um gene de resposta ao resfriamento anteriormente conhecido chamado FLC estava mediando a resposta de dormência dos botões das plantas às temperaturas do inverno.

O professor Penfield acrescentou que eles "tinham visto essa correlação entre resfriamento e rendimento nos dados, mas até agora não podíamos dizer que o resfriamento estava ligado à fisiologia da cultura - não é, por exemplo, que o resfriamento apenas mate alguma doença ou praga - embora possa fazer isso também. Mas agora sabemos por que o resfriamento influencia os rendimentos e se deve ao efeito físico na taxa de crescimento das plantas."

Pesquisas anteriores identificaram a importância da temperatura em um processo de desenvolvimento biológico da planta chamado vernalização, que ocorre em outubro em plantas de colza.

Ao identificar que existe um segundo processo sensível à temperatura, a dormência das gemas, que ocorre mais tarde na estação de crescimento, pesquisadores e criadores podem nos ajudar a responder melhor ao desafio das mudanças climáticas. Uma estratégia em consideração é identificar variedades menos sensíveis à temperatura.

A pesquisa foi publicada na revista Proceedings of the National Academy of Sciences . + Explorar mais

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