A pesquisadora da Penn State, Sally Mackenzie, não pretendia realmente assustar a soja. Mas foi isso que ela fez quando silenciou o gene MSH1 das plantas. Embora as plantas estivessem crescendo em condições perfeitas, elas de repente sentiram que estavam enfrentando uma ampla gama de estresses ao mesmo tempo – seca, frio e calor extremos, altos níveis de luz e muito mais. As plantas reagiram amplificando as respostas dos genes para lidar com o estresse. Então, quando Mackenzie cruzou essas plantas com o estoque original, a progênie “lembrou” o estresse das plantas-mãe e cresceu mais vigorosa, resiliente e produtiva. A descoberta tem implicações importantes para a criação de plantas preparadas para climas extremos.
Uma década em formação
Demorou Mackenzie descobriu o gene MSH1 cerca de uma década atrás. É algo que todas as plantas têm, mas na época ela não percebeu sua importância.
“Recentemente, por acaso, descobrimos que depois de substituir o gene MSH1, a planta tem uma ‘memória’ desse estresse – e por memória quero dizer que suas características de crescimento são muito diferentes da planta com a qual começamos”, disse ela. “E ele se lembrará do estresse geração após geração, desde que não façamos cruzamentos e o mantenhamos na mesma linhagem.”
As plantas que “detectam” o estresse após o silenciamento do gene MSH1 podem ajustar seu crescimento e alterar a configuração da raiz, limitar a biomassa acima do solo, retardar o tempo de floração e alterar sua resposta a estímulos ambientais. Essas respostas são “lembradas”, relatam os pesquisadores, e são transmitidas na reprodução seletiva por muitas gerações.
Como parte de sua pesquisa recente, plantas derivadas de cruzamentos com plantas de soja “memória” foram cultivadas em grande escala em quatro condições de campo diferentes em quatro locais amplamente separados em Nebraska. Eles eram mais vigorosos, de maior rendimento e melhor adaptados ao ambiente do que as plantas típicas de soja.
“O que isso significa”, diz Mackenzie, “é que podemos pegar nossas melhores variedades de cultivo e possivelmente obter mais delas e torná-las mais resistentes com uma manipulação bastante direta”, disse ela. “Vimos uma melhoria significativa no rendimento e no desempenho do crescimento, o que é inesperado porque não introduzimos nenhum novo gene. Nós apenas mudamos a forma como eles são expressos. E, de repente, tivemos um aumento de 13% a 14% no rendimento da soja.”
Mackenzie sugere que todas as plantas têm essa capacidade e que “a condição que descrevemos provavelmente é uma parte importante de como as plantas transmitem a memória de seu ambiente para pré-condicionar a progênie”. Sua equipe escolheu trabalhar com a soja porque é a leguminosa mais cultivada no mundo, perdendo apenas para as gramíneas em importância econômica. Mas eles começaram a trabalhar com outras plantas também.
Por que nos importamos?
Este trabalho tem implicações significativas para o melhoramento de plantas. Ao contrário dos Organismos Geneticamente Modificados, o novo material genético não é inserido na planta. Em vez disso, essa técnica é “epigenética” envolvendo a expressão de genes existentes.
Também tem implicações significativas para nossa capacidade de cultivar alimentos em climas que podem se tornar mais severos no futuro. Podemos ser capazes de produzir gramíneas, grãos e leguminosas mais tolerantes ao calor e à seca. De fato, o Mackenzie vem seguindo essa linha de pesquisa em um esforço para melhorar a segurança alimentar em todo o planeta.
Em lugares como a Síria e o Líbano, que foram tão atingidos pelas mudanças climáticas e pela guerra que não podem produzir sua própria comida, isso será especialmente importante, observou ela.
“Se você começar a somar países que realmente não têm segurança alimentar, é assustador”, disse Mackenzie. “Porque se eles não podem alimentar seu próprio povo, quem vai fazer isso? Não é razoável pensar que podemos aumentar nossa produção de alimentos neste continente para administrar tudo isso. De uma forma ou de outra, temos que encontrar maneiras de produzir alimentos nesses ambientes difíceis e recalcitrantes”.
Fique ligado! Estarei procurando exemplos dessa técnica sendo usada em benefício dos criadores de gado no futuro.
Esta história foi extraída de dois comunicados à imprensa da Penn State: As plantas transmitem 'memória' de estresse para alguns descendentes, tornando-os mais resistentes t e 'Amedrontar' a soja em modo defensivo produz plantas melhores uma geração depois.
