Os cientistas podem ter encontrado uma nova maneira de promover o crescimento da safra em condições agrícolas degradantes:olhando para as raízes.

Um novo estudo conduzido pela Universidade da Califórnia em Riverside revelou que uma proteína - a "inflorescência e ápice da raiz do receptor quinase", ”Ou IRK, para breve - nas raízes das plantas envia sinais para outras células que influenciam o crescimento ou não das raízes.

“A raiz é um órgão interessante, mas não entendemos muito sobre como as raízes crescem, ”Disse Jaimie Van Norman, o principal autor do estudo e professor assistente de ciências vegetais na University of California Riverside, “Muito disso é porque eles estão fora de vista.”

As plantas não têm "cérebros" no sentido tradicional, mas eles são de alguma forma capazes de tomar decisões sobre quando e como eles crescem. Van Norman está interessado na maneira como isso acontece, e vi o IRK, descoberto pela primeira vez no início de 2000 por uma equipe no Japão, como uma oportunidade interessante.

“Eu estava procurando especificamente por esses tipos de proteínas, ”Van Norman disse. “Estou interessado em como as células se comunicam nas plantas [porque] elas não têm sistema nervoso.”

Van Norman e sua equipe de pesquisa primeiro anexaram um marcador fluorescente verde ao IRK para determinar onde ele é encontrado nas células da planta. Ao contrário de muitas outras proteínas, que estão alojados dentro e fora da célula, apenas a parte externa das células da raiz iluminou-se com o marcador IRK.

“A proteína está apenas em um lado da célula, ”Van Norman disse. “Isso sugere que a proteína está posicionada para receber informações especificamente daquela direção. [Neste caso] sugere que a informação vem de fora. ”

Assim que souberam onde estava o IRK, a equipe editou o genoma de algumas plantas para “desligar” a proteína e impedi-la de enviar sinais a outras células. Então, eles observaram as raízes jovens dos dois grupos de amostra crescerem em uma placa de Petri. As células nas raízes sem IRK se multiplicaram mais rápido e criaram raízes maiores do que suas contrapartes ativas para IRK.

“Achamos que o trabalho é reprimir a divisão celular, ”Van Norman disse. “Quando está faltando, essas células se dividem irregularmente. ”

Os pesquisadores estudaram IRK em um parente da mostarda, mas eles dizem que os genes que codificam para a proteína estão presentes em outras safras também (embora Van Norman admitisse que não haviam olhado para “plantas ancestrais” como musgos).

Os cientistas ainda não podem dizer exatamente como o IRK funciona fora do laboratório - por exemplo, Van Norman disse que ainda não sabe o que liga ou desliga o IRK - mas o estudo sugere que o IRK responde às condições ambientais para decidir se as raízes devem crescer.

“As plantas não podem simplesmente deixar o meio ambiente - elas têm que se contentar com o que está lá, Van Norman explicou. “O crescimento e o meio ambiente estão intimamente ligados, de modo que a planta pode interromper seu crescimento em um ambiente negativo, como o inverno no Maine. ”

Próximo, Van Norman espera entender se raízes maiores sobrevivem melhor ao estresse.

“Quando transformamos o IRK, as raízes ficam mais largas, ”Van Norman disse. “Nós nos perguntamos se essas raízes são mais capazes de absorver água e nutrientes - quanto maior melhor, ou há algum equilíbrio se você tiver essas células extras, isso o torna menos bom em fazer o trabalho das raízes? ”

Se IRK pode ser modulado com sucesso, Van Norman disse que os agricultores podem controlar se as raízes ficam maiores para plantas potencialmente mais produtivas, ou menor para manter as ervas daninhas sob controle ou interromper o crescimento da lavoura até que passe uma forte tempestade.

"Em geral, o estudo das raízes e como elas controlam o crescimento em diferentes condições ambientais vai levar a uma melhoria dramática da colheita, ”Van Norman disse. “Os ambientes do solo são degradantes. A qualidade das terras agrícolas é degradante. Está ficando mais salgado, está ficando cada vez mais privado de nutrientes. Teremos que entender como as raízes crescem para que possamos impulsionar a produtividade acima do solo no futuro da agricultura. ”