Crédito:Pixabay/CC0 Domínio Público Pesquisadores do Centro RIKEN para Ciência de Recursos Sustentáveis (CSRS) identificaram uma maneira de as plantas ganharem resistência ao césio, uma toxina radioativa que pode ser encontrada em solos contaminados. Depois de manipular uma via de sinalização biológica específica, as plantas foram capazes de resistir ao estresse do césio, o que significa que o seu crescimento foi menos atrofiado, pelo menos nas raízes. Estas descobertas terão impacto no desenvolvimento de plantas capazes de crescer em solos contaminados com césio e sob outras condições desafiadoras.
A resiliência das plantas depende da capacidade de sentir e responder ao ambiente. Do ar que respiram ao solo em que crescem, as plantas ajustam o seu crescimento para prosperar em condições específicas. Mas algumas mudanças no ambiente não podem ser superadas tão facilmente. Liderada por Ryoung Shin, a equipa RIKEN CSRS pergunta o que podemos fazer para ajudar as plantas quando o seu ambiente fica contaminado com substâncias tóxicas como o césio.
Após o desastre da Central Nuclear de Fukushima Daiichi, em 2011, no Japão, os cientistas voltaram a sua atenção para a compreensão de como as plantas reagem ao rádio-césio, um elemento tóxico libertado no ambiente após acidentes nucleares. Para crescerem normalmente, as plantas precisam absorver o potássio do solo.
No entanto, quando o césio está presente, ele coopta os canais ou aberturas de potássio na parede celular, o que bloqueia a absorção de potássio e dificulta o crescimento das plantas. Surpreendentemente, as tentativas anteriores de bloquear a absorção de césio através da modificação dos canais de potássio tiveram a consequência inesperada de perturbar o crescimento das plantas ainda mais do que o observado em plantas com deficiência de potássio. Isto levou os investigadores a levantar a hipótese da existência de vias únicas específicas para a acumulação de césio.
Shin e sua equipe têm usado o perfil do transcriptoma, um método de ponta para examinar a atividade genética nas células vegetais sob várias condições. Em seu último estudo, publicado na Planta , os pesquisadores voltaram seu foco para os efeitos do césio.
Eles compararam o crescimento e a expressão gênica de Arabidopsis thaliana, uma planta comumente estudada, sob duas condições estressantes:baixo teor de potássio e presença de césio. A análise do transcriptoma de tecidos radiculares cultivados sob baixo estresse de potássio e césio revelou mudanças significativas no metabolismo e sinalização do ácido abscísico (ABA).
Especificamente, a análise mostrou que a sinalização ABA foi reduzida durante o estresse com césio, mas não durante o estresse com baixo teor de potássio. Isso levou os pesquisadores a teorizar que, se pudessem forçar o aumento da sinalização ABA, isso tornaria as plantas menos vulneráveis à contaminação por césio.
Como experiência de prova de conceito, eles testaram plantas mutantes nas quais um importante regulador ABA está inativo. Nestas plantas, falta o travão habitual na via ABA, o que significa que a sua sinalização ABA continua sem controlo em níveis elevados.
Esses mutantes exibiram maior crescimento radicular sob estresse de césio, confirmando a importância do ABA na superação do estresse de césio e enfatizando seu papel crítico na resiliência das plantas. “Como o crescimento dos rebentos está relacionado com o crescimento das raízes, esperamos que o crescimento global também possa ser melhorado”, diz Shin, “embora tenha de ser testado em laboratório”.
Com a modernização a conduzir ao aumento da poluição e à libertação de compostos tóxicos, compreender a resiliência das plantas é crucial para salvaguardar a segurança alimentar e a saúde dos ecossistemas.
“Essas descobertas têm implicações profundas para a agricultura sustentável e a proteção ambiental”, diz Shin. “Em vez de simplesmente bloquear a absorção de césio que está ligada à absorção de nutrientes, visar vias de transmissão alternativas oferece um caminho promissor para aumentar a resistência das culturas a compostos tóxicos.
