Um novo estudo revela diferenças genéticas que influenciam como o milho responde a concentrações mais altas de ozônio no nível do solo. Crédito:Don Hamerman
Como o metano atmosférico e o dióxido de carbono, o ozônio ao nível do solo está em ascensão. Mas o ozônio, um subproduto químico nocivo da combustão de combustível fóssil, tem recebido relativamente pouca atenção como uma ameaça potencial à agricultura de milho.
Um novo estudo começa a abordar esse lapso, expondo um grupo geneticamente diverso de plantas de milho no campo a futuros níveis de ozônio. O estudo, relatado no jornal Biologia de Mudança Global , descobriram que alguns membros da árvore genealógica do milho são mais suscetíveis do que outros a perdas de produção sob alta poluição do ar com ozônio. Descobrir os fundamentos genéticos dessas diferenças poderia ajudar os cientistas de plantas a desenvolver milho resistente ao ozônio, disseram os pesquisadores.
"O ozônio entra nas plantas da mesma forma que o dióxido de carbono:ele se difunde da atmosfera para a folha, "disse Lisa Ainsworth, um cientista do Departamento de Agricultura dos EUA que liderou a pesquisa com o professor de biologia vegetal da Universidade de Illinois, Andrew Leakey; Lauren McIntyre, professora de genética molecular e microbiologia da University of Florida; e a Universidade da Califórnia, O professor de ciências vegetais de Davis, Patrick Brown. Ainsworth e Leakey são afiliadas do Instituto Carl R. Woese de Biologia Genômica e do departamento de ciências agrícolas de Illinois.
O dióxido de carbono é um nutriente para as plantas, Ainsworth disse. “Todo o carbono que acaba no grão passa primeiro pela folha, ", disse ela. Mas o ozônio é uma molécula altamente reativa que danifica os tecidos biológicos e prejudica a captura de carbono fotossintético nas folhas das plantas.
Lisa Ainsworth, cientista do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos, direito, O professor de biologia vegetal da U. of I., Andrew Leakey, e seus colegas encontraram variação genética na maneira como as plantas de milho respondem à poluição do ozônio. A descendência de algumas linhagens genéticas sofre maiores perdas de rendimento do que outras quando exposta a níveis elevados de ozônio no campo. Crédito:L. Brian Stauffer
"Basicamente, o ozônio acelera o envelhecimento da folha, "Leakey disse.
Mesmo os níveis de ozônio de fundo causam alguns danos, Ainsworth disse. "Nossa pesquisa sugere que os níveis atuais de ozônio diminuem a produção de milho em até 10%, "ela disse." Isso é tanto quanto seca ou inundação ou qualquer praga ou doença isolada, mas este é um componente relativamente não estudado de perda de rendimento nos EUA. "
Os pesquisadores usaram a instalação de Enriquecimento de Concentração de Ar Livre na Universidade de I. de I. para rastrear as consequências do mundo real de níveis mais elevados de ozônio atmosférico em um campo agrícola. A instalação do FACE usa um sistema de emissão sofisticado que monitora a direção e velocidade do vento para dosar um campo com níveis específicos de uma variedade de gases, incluindo ozônio.
"O nível para o qual estamos fumigando neste estudo é um nível comumente encontrado hoje na China e na Índia, "Ainsworth disse." Então, não é excessivamente alto, embora estejamos usando uma concentração que é 2 1/2 vezes o nível do ozônio de fundo no centro de Illinois. "
Os pesquisadores avaliam as características fotossintéticas do milho exposto a altos níveis de ozônio. Neste experimento, um pesquisador mede a taxa na qual as trocas gasosas ocorrem na folha do milho. Crédito:L. Brian Stauffer
Os pesquisadores plantaram 45 plantas de milho híbrido representando todos os principais tipos de milho - pipoca, milho de vassoura, dente, flint e outros - para procurar variações em suas respostas aos altos níveis de ozônio. Eles descobriram que alguns híbridos eram mais sensíveis ao estresse do ozônio do que outros.
“Encontramos duas linhagens de milho cujos descendentes eram mais sensíveis à poluição do ozônio, independentemente de quais outros tipos de milho nós os reproduzimos, "Leakey disse." Suas deficiências genéticas se manifestaram de maneiras diferentes quando expostas às altas condições de ozônio. "
A genética do milho comercial é um segredo comercial, então "não sabemos se essas variedades de milho têm o mesmo calcanhar de Aquiles, "Leakey disse." Os criadores não saberiam sobre essas diferenças, uma vez que não são aparentes em condições de ar puro. "
Mais análises genéticas e mais experimentos como os conduzidos nas instalações do FACE serão necessários para determinar como as plantas de hoje responderão às condições futuras, Leakey disse.
“É importante entender como as plantas vão responder às mudanças climáticas antes das mudanças climáticas, "disse ele." Essa é a única maneira de encontrarmos as soluções que serão necessárias no futuro. "
