p Plantas de feijão que suprimem o crescimento da raiz secundária em favor de impulsionar o crescimento da raiz primária forrageiam um maior volume de solo para adquirir fósforo, de acordo com pesquisadores da Penn State, que afirmam que suas descobertas recentes têm implicações para os melhoristas de plantas e na melhoria da produtividade das culturas em solos pobres em nutrientes. O aumento no comprimento da raiz é conhecido como crescimento primário, enquanto o crescimento secundário é o aumento da espessura ou circunferência da raiz. Como o crescimento da raiz confere um custo metabólico à planta, plantas de feijão que crescem em solos pobres em fósforo que duram mais tempo, raízes mais finas têm a vantagem de explorar um maior volume de solo e adquirir mais fósforo. p "Como uma estratégia natural para as plantas lidarem com o estresse de fósforo, é um vencedor, "disse o pesquisador principal Christopher Strock, estudante de doutorado em biologia vegetal na Faculdade de Ciências Agrárias. "Isso é importante porque a maioria dos solos em todo o mundo é deficiente em fósforo, e traços de raiz que melhoram a aquisição de fósforo não só podem ajudar a melhorar a eficiência da absorção de fertilizantes para os agricultores aqui nos EUA, mas também beneficiam os agricultores dos países em desenvolvimento que não têm acesso a fertilizantes fosfatados. "

p Os pesquisadores usaram o feijão comum como modelo para esta pesquisa por ser uma das culturas mais fundamentais para a segurança alimentar, com maior volume para consumo humano direto do que qualquer outra leguminosa de grãos. É especialmente importante em todo o mundo em desenvolvimento na África Subsaariana e nas Américas Central e do Sul, onde as pessoas não têm amplo acesso à proteína animal. Nessas regiões, o feijão é a principal fonte de proteína e nutrição. Apesar da importância desta cultura, os rendimentos em grande parte do mundo são limitados por solos que são ácidos e extremamente pobres em fosfato, um dos principais nutrientes que as plantas precisam para crescer.

p "Se pudermos identificar as características da raiz que melhoram a eficiência de forrageamento, podemos desenvolver novos cultivares com maior capacidade de absorver fósforo, e melhoraram os rendimentos nesses ambientes, "Strock disse.

p Na condução do estudo, que foi publicado na edição deste mês da Fisiologia vegetal , pesquisadores usaram técnicas de modelagem por computador e cresceram de forma recombinante, linhagens puras de feijão comum para entender como as plantas alocam recursos para o crescimento da raiz primária e secundária sob estresse de fósforo. As plantas foram cultivadas em condições de estufa - no campus da Penn State's University Park - e em campos selecionados no Russel E. Larson Agricultural Research Center da Universidade em Rock Springs.

p Normalmente, Os solos da Pensilvânia conteriam muito fósforo para permitir experimentos de campo sobre estresse de fósforo, mas o grupo de pesquisa do Distinguished Professor of Plant Science da Universidade Jonathan Lynch desenvolveu uma técnica para criar parcelas experimentais que replicam as condições de empobrecimento de fósforo de solos tropicais de latossolo na instalação de Larson. Isso foi feito adicionando caminhões de pelotas de óxido de alumínio aos campos, que liga o fósforo no solo, tornando-o indisponível para as plantas.

p Também exclusivo do laboratório Lynch é o uso da tomografia de ablação a laser para seccionar e medir a anatomia radicular. Esta técnica revolucionária, inventado pelo laboratório Lynch, não só permite maior precisão nas observações da anatomia da raiz, mas também oferece aos pesquisadores a capacidade de amostrar rapidamente centenas de amostras de raízes por dia - uma tarefa que exigiria uma quantidade impraticável de trabalho e tempo usando métodos tradicionais.

p As diferenças no crescimento do feijão observadas pelos pesquisadores foram impressionantes. No tratamento de estresse de fósforo, os genótipos com maior redução do crescimento da raiz secundária aumentaram o comprimento da raiz, pegou mais fósforo, e tiveram brotações maiores que os genótipos com maior crescimento de raízes secundárias. "Todos os genótipos que examinamos suprimiram o crescimento de suas raízes secundárias sob estresse de fósforo, mas alguns mostraram essa resposta com muito mais força do que outros, "disse Strock." E aqueles que mais suprimiram seu crescimento secundário, tiveram melhor desempenho sob estresse de fósforo porque foram capazes de usar os recursos que estariam colocando no crescimento secundário e aumentando o comprimento da raiz para buscar mais fósforo. "

p Lynch observou que seu grupo de pesquisa colabora diretamente com criadores de plantas do Departamento de Agricultura dos EUA e centros agrícolas em Columbia, Honduras, Moçambique, Zâmbia e Malawi. Os criadores estão atualmente incorporando outras descobertas de seu laboratório e estão lançando várias novas variedades de feijão com características de raiz melhoradas para aquisição de fósforo para agricultores em Moçambique e Zâmbia.

p "Nosso objetivo neste laboratório é identificar características como o crescimento reduzido da raiz secundária, que podemos repassar aos criadores para que possam incorporá-las em seus programas de melhoramento, "Lynch disse." Trabalhando com nossos parceiros de reprodução, variedades de feijão comum podem ser desenvolvidas que têm reduzido o crescimento da raiz secundária e, portanto, melhor rendimento em solos pobres, o que será um grande benefício para os pequenos agricultores, que dependem do feijão para alimentação e renda. "