Embora a chuva seja essencial para a sobrevivência das plantas, ela também contém bactérias e outros patógenos que podem causar danos a elas. Então, como as plantas se protegem dessa ameaça?
Um estudo recente de pesquisadores e colegas da Universidade de Nagoya revelou que, quando as plantas são expostas à chuva, estruturas semelhantes a cabelos na superfície da folha, chamadas tricomas, reconhecem essa chuva como um fator de risco para causar doenças e ativam seu sistema imunológico para prevenir infecções. Essas descobertas, publicadas na revista Nature Communications , poderia contribuir para o desenvolvimento de métodos para proteger as plantas de doenças infecciosas causadas pela chuva.

As plantas têm seu próprio sistema imunológico, assim como os humanos e outros organismos multicelulares. Quando as plantas detectam patógenos, elas expressam genes relacionados ao sistema imunológico para evitar que sejam infectadas. As gotas de chuva contêm patógenos, como bactérias, fungos filamentosos e vírus e, portanto, podem causar doenças nas plantas. Com isso em mente, os pesquisadores levantaram a hipótese de que as plantas poderiam reconhecer a chuva como um fator de risco para doenças e reagir para se proteger desse risco de alguma forma.

Para descobrir como as plantas respondem à chuva, uma equipe de pesquisa liderada pelo professor Yasuomi Tada e pelo professor assistente Mika Nomoto, da Universidade de Nagoya, realizou um estudo usando mudas de Arabidopsis thaliana. A equipe começou realizando análises de sequenciamento de RNA para examinar quais genes são expressos nas folhas quando expostas à chuva. Eles descobriram que vários genes importantes relacionados ao sistema imunológico são expressos em resposta à chuva e que esses genes são regulados por genes imunossupressores chamados CAMTAs (ativadores de transcrição de ligação à calma).

Como os CAMTAs são controlados por íons de cálcio (Ca ²⁺ ), a equipe levantou a hipótese de que a chuva serve para aumentar o Ca ²⁺ concentrações nas células. Assim, eles investigaram como o Ca ²⁺ os níveis nas folhas de Arabidopsis mudam em resposta à chuva, introduzindo GCaMP3 —um gene que fluoresce em verde quando ligado ao Ca ²⁺ — nas folhas. Eles descobriram que quando as folhas foram expostas à chuva, Ca ²⁺ os níveis ao redor dos tricomas nas superfícies das folhas aumentaram.

O resultado sugeriu que os tricomas percebem a chuva como um fator de risco e induzem ondas de cálcio (transmissão de aumentos localizados de Ca ²⁺ para nas áreas circundantes) em toda a folha para inativar o imunossupressor CAMTA e, assim, ativar genes relacionados ao sistema imunológico. Para confirmar isso, eles realizaram experimentos da mesma forma usando mutantes de Arabidopsis que não possuíam tricomas, e os resultados mostraram que a propagação das ondas de cálcio estava comprometida nos mutantes.

"A partir desses resultados, confirmamos que os tricomas desempenham um papel na detecção da chuva como fator de risco e na ativação de respostas imunes", diz o professor Tada. “Nossas descobertas sugerem que podemos melhorar artificialmente as capacidades defensivas das plantas contra doenças a qualquer momento e por qualquer período de tempo. possivelmente causar doenças nas plantas, o que pode resultar em rendimentos estáveis ​​das culturas."

O artigo " Células de tricomas mecanossensoriais evocam uma resposta imune induzida por estímulos mecânicos em Arabidopsis thaliana " foi publicado online na revista Nature Communications em 8 de março de 2022.