(Multimídia) Gene de tolerância alcalina identificado para melhorar produção das culturas em terras sódicas-Xinhua

(Multimídia) Gene de tolerância alcalina identificado para melhorar produção das culturas em terras sódicas

2023-03-25 17:42:16丨portuguese.xinhuanet.com

Uma criança ajuda sua família a colher sorgo no distrito de Midi, na Província de Hajjah, norte do Iêmen, em 19 de junho de 2022. (Mohammed Al-Wafi/Xinhua)

   Beijing, 25 mar (Xinhua) -- Uma equipe de pesquisa colaborativa na China encontrou um gene chave em uma cultura que pode, por meio de engenharia genética, melhorar substancialmente a produção das culturas em solo alcalino.

   O estudo, publicado nesta sexta-feira na revista Science, descreveu o avanço na agricultura que poderia aumentar a produção de culturas, incluindo arroz e milho, em pelo menos 250 milhões de toneladas, caso o gene recém-identificado seja aplicado a 20% dos solos salinos e alcalinos subutilizados no mundo.

   Mais de 1 bilhão de hectares de áreas salinas e alcalinas em todo o mundo são hostis ao cultivo. E ainda pior, espera-se que a terra arável global se torne mais salgada devido às mudanças climáticas, declínios na disponibilidade de água doce e ao uso de fertilizantes químicos.

   Para lidar com tal desafio, os especialistas em agricultura fizeram progressos no exame de plantas que poderiam tolerar solo salgado com um valor de pH neutro.

   Mas é menos conhecida a tolerância de plantas em solos alcalinos com níveis de pH mais altos e dominados por sais de carbonato de sódio e bicarbonato de sódio. A alcalinidade no solo inibe a capacidade de uma planta de absorver nutrientes e gerenciar o estresse salino.

   Os pesquisadores, liderados por membros do Instituto de Genética e Biologia do Desenvolvimento da Academia Chinesa de Ciências, da Universidade Agrícola da China e da Universidade Agrícola de Huazhong, investigaram o sorgo originalmente cultivado em solo africano estéril em vez da Arabidopsis thaliana, uma planta modelo frequentemente usada e cultivada em áreas não alcalinas.

   O sorgo desenvolveu maior tolerância a múltiplos estresses abióticos e pode até sobreviver em um solo sódico com um pH de até 10,0, de acordo com os pesquisadores.

   Eles realizaram um estudo de associação genômica em um painel diversificado de sorgo e identificaram um loco genético vital chamado tolerância alcalina 1 (AT1), ligado à sensibilidade da planta a solos alcalinos.

   O gene pode codificar uma subunidade da proteína de ligação a nucleotídeos de guanina e, portanto, controlar a tolerância alcalina, segundo o estudo.

   Eles esclareceram o mecanismo molecular de tal tolerância, descobrindo que a sinalização dessa proteína pode regular a atividade das aquaporinas chamadas PIP2s, moléculas a jusante que permitem a passagem do transporte de água através da membrana celular.

   Em seguida, essas aquaporinas levam à diminuição dos níveis de espécies de oxigênio reativo nas plantas, aliviando assim o estresse oxidativo em solos alcalinos.

   A descoberta é valiosa, já que o próprio mecanismo também desempenha um papel em culturas de monocotiledôneas como sorgo, arroz, trigo, milho e painço. No arroz, o gene foi nomeado GS3.

   Como a superexpressão da proteína AT1 resultou em maior sensibilidade ao estresse alcalino, um apagamento genético dela no sorgo e seus homólogos no arroz, milho e painço aumenta a tolerância alcalina da planta.

   Em testes de campo na Região Autônoma da Etnia Hui de Ningxia, no noroeste da China, e na Província de Jilin, no nordeste, a equipe plantou experimentalmente essas espécies geneticamente modificadas em solos salinos e alcalinos com um valor de pH de mais de nove.

   As produções anuais do sorgo cresceram 20,1%, do painço, 19,5% e do arroz, de 22,4% a 27,8%. Adicionalmente, o apagamento do gene AT1 poderia melhorar significativamente a taxa de sobrevivência do milho, de acordo com o estudo.

   As descobertas têm um grande potencial para orientar a criação de culturas tolerantes ao sal alcalino e podem melhorar a segurança alimentar global, disse o autor correspondente do artigo, Xie Qi, do Instituto de Genética e Biologia do Desenvolvimento.

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