“Super planta” pode ser chave para culturas resistentes à seca

Uma planta comum contém pistas importantes sobre como criar culturas resistentes à seca em um mundo assolado pelas mudanças climáticas.

Cientistas da Universidade de Yale, nos Estados Unidos, descrevem como a Portulaca oleracea, comumente conhecida como beldroega, integra duas vias metabólicas distintas para criar um novo tipo de fotossíntese que permite que a planta resista à seca enquanto permanece altamente produtiva.

“Esta é uma combinação muito rara de características e criou uma espécie de ‘super planta’ – uma que poderia ser potencialmente útil em empreendimentos como engenharia de cultivos”, disse Erika Edwards, professora de ecologia e biologia evolutiva de Yale e autora sênior do estudo.

As plantas desenvolveram independentemente uma variedade de mecanismos distintos para melhorar a fotossíntese, o processo pelo qual as plantas verdes usam a luz solar para sintetizar nutrientes a partir de dióxido de carbono e água. Por exemplo, milho e cana-de-açúcar desenvolveram o que é chamado de fotossíntese C4, que permite que a planta permaneça produtiva sob altas temperaturas. Suculentas como cactos e agaves possuem outro tipo chamado fotossíntese CAM, que as ajuda a sobreviver em desertos e outras áreas com pouca água. Tanto o C4 quanto o CAM têm funções diferentes, mas recrutam a mesma via bioquímica para atuar como “complementos” à fotossíntese regular.

O que torna a beldroega única é que ela possui essas duas adaptações evolutivas – o que permite que ela seja altamente produtiva e também muito tolerante à seca, uma combinação improvável para uma planta. A maioria dos cientistas acreditava que C4 e CAM operavam independentemente dentro das folhas da beldroega.

Mas a equipe de Yale, liderada pelos autores correspondentes e pesquisadores de pós-doutorado Jose Moreno-Villena e Haoran Zhou, realizou uma análise espacial da expressão gênica nas folhas de beldroega e descobriu que a atividade C4 e CAM estão totalmente integradas. Eles operam nas mesmas células, com os produtos das reações CAM sendo processados ​​pela via C4. Este sistema fornece níveis incomuns de proteção para uma planta C4 em épocas de seca.

Os pesquisadores também construíram modelos de fluxo metabólico que previam o surgimento de um sistema integrado C4 + CAM que espelha seus resultados experimentais.

Compreender essa nova via metabólica pode ajudar os cientistas a criar novas maneiras de projetar culturas como o milho para ajudar a resistir à seca prolongada, dizem os autores.

“Em termos de engenharia de um ciclo CAM em uma cultura C4, como o milho, ainda há muito trabalho a fazer antes que isso se torne realidade”, disse Edwards. “Mas o que mostramos é que os dois caminhos podem ser integrados de forma eficiente e compartilhar produtos. C4 e CAM são mais compatíveis do que pensávamos, o que nos leva a suspeitar que existem muito mais espécies C4+CAM por aí, esperando para serem descobertas.”

Sobre a beldroega

A beldroega é tida por muitos como apenas “mato” ou “erva daninha” pois ela literalmente nasce em qualquer lugar. É muito comum encontrar a espécie até mesmo em calçadas de cidades. Apesar da “má fama”, a beldroega é uma Planta Alimentícia Não Convencional (PANC) e é considerada um superalimento saiba mais aqui.

O estudo foi publicado na revista Science Advances.