Pesquisadores da Universidade de Hiroshima estão mais próximos de identificar os processos moleculares subjacentes a como as inundações privam as plantas de oxigênio – e como projetar culturas mais resistentes.
As inundações são um risco global, de acordo com o Banco Mundial, com a vida e a propriedade de bilhões de pessoas ameaçadas. Um número ainda maior de pessoas corre o risco de passar fome como consequência das inundações:as águas podem afogar as colheitas. Agora, os pesquisadores estão chegando mais perto de identificar os processos moleculares subjacentes a como as inundações privam as plantas de oxigênio – e como projetar culturas mais resistentes.

Por meio de uma meta-análise, que envolve a reanálise em massa de dados de outros estudos, a equipe da Escola de Pós-Graduação em Ciências Integradas para a Vida da Universidade de Hiroshima descobriu vários genes comuns e seus mecanismos relacionados em arroz (Oryza sativa) e agrião (Arabidopsis thaliana ).

Eles publicaram seus resultados em 19 de julho na Life .

“A hipóxia é um estresse abiótico para as plantas, muitas vezes causado por inundações”, disse o primeiro autor Keita Tamura, referindo-se à privação de oxigênio causada pela supersaturação. "Embora muitos estudos tenham sido realizados anteriormente, pensamos que mecanismos biológicos ocultos podem ser encontrados analisando vários estudos por meio de uma meta-análise de dados disponíveis publicamente".

A equipe se concentrou no arroz e no agrião, uma vez que a genética de ambos foi extensivamente estudada, fornecendo amplas quantidades de dados. O arroz também é considerado uma das culturas mais importantes do mundo, servindo como alimento básico para mais de quatro bilhões de pessoas, de acordo com o Grupo Consultivo para Pesquisa Agrícola Internacional, portanto, entender como evitar uma resposta de hipóxia na planta é fundamental, disse Tamura .

Os pesquisadores identificaram 29 pares de dados de sequenciamento de RNA para o agrião e 26 pares para o arroz para as plantas em estados normais de oxigênio e de privação de oxigênio a partir dos conjuntos de dados disponíveis. O sequenciamento de RNA envolve a transcrição dos projetos genéticos do sujeito em um momento específico, o que significa que os dados podem ser usados ​​para investigar quais genes desencadearam quais mudanças, de acordo com o autor correspondente, professor Hidemasa Bono.

"Ao analisar dados de sequenciamento de RNA de tratamentos de hipóxia em agrião e arroz, identificamos 40 e 19 genes comumente regulados para cima e para baixo em ambas as espécies", disse Bono. “Entre eles, alguns fatores de transcrição WRKY e cinamato-4-hidroxilase, cujo papel na resposta à hipóxia permanece desconhecido, foram comumente regulados tanto no agrião quanto no arroz”.

De acordo com Bono, essa regulação positiva comum significa que esses mecanismos moleculares se tornaram mais ativos sob privação de oxigênio, indicando que eles têm responsabilidades mecanísticas específicas sobre como as plantas respondem.

Bono e Tamura compararam seus resultados com uma meta-análise semelhante de hipóxia em células humanas e amostras de tecidos. Eles descobriram que dois dos genes comumente regulados positivamente no arroz e no agrião foram regulados negativamente em suas contrapartes humanas.

"Nossa meta-análise sugere mecanismos moleculares distintos sob hipóxia em plantas e animais", disse Bono. "Espera-se que os genes candidatos identificados neste estudo elucidem novos mecanismos moleculares de respostas de hipóxia em plantas. Em última análise, planejamos manipular um dos genes candidatos por meio de tecnologia de edição de genoma para criar plantas tolerantes a inundações". + Explorar mais

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