Mundo

Cronobiologia: Pesquisadores identificam genes que informam às plantas quando florescem
As descobertas podem ajudar a criar plantas mais adaptadas aos seus ambientes. O estudo foi publicado no The Plant Journal
Por Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg - 23/06/2020

Domínio público

Como as plantas sabem quando é hora de florescer? Pesquisadores da Universidade Martin Luther Halle-Wittenberg (MLU) estudaram essa questão e identificaram dois genes que são essenciais para esse processo. Eles foram capazes de mostrar que os genes ELF3 e GI controlam o relógio interno das plantas, que monitora a duração da luz do dia e determina quando é a hora certa para florescer. As descobertas podem ajudar a criar plantas mais adaptadas aos seus ambientes. O estudo foi publicado no The Plant Journal .

Como os animais, as plantas também têm um relógio interno que prepara mecanismos celulares internos em antecipação às próximas mudanças ambientais. Isso garante que as plantas realizem apenas tarefas específicas na hora mais adequada do dia. Por exemplo, durante o dia, eles realizam fotossíntese, extraindo energia da luz solar. No entanto, processos completamente diferentes ocorrem à noite na ausência de luz solar. Muitas plantas crescem significativamente mais do que durante o dia. Portanto, para diferenciar dia e noite, as plantas possuem receptores especiais em suas células que podem detectar a luz solar e iniciar e interromper os processos metabólicos, conforme necessário.

"Assim como os seres humanos, as plantas também possuem o chamado relógio circadiano. Essa é uma complexa rede de genes e proteínas que permite que as plantas controlem diferentes processos em relação ao tempo, para que seu biorritmo seja perfeitamente sincronizado com o ciclo dia-noite". explica o Dr. Usman Anwer, do Instituto de Ciências Agrícolas e Nutricionais da MLU.

Por meio de mecanismos circadianos, as plantas são capazes de antecipar certas regularidades em seu ambiente, como a alternância do dia e da noite, e se ajustam de acordo. Isso também inclui a floração na hora certa. "As plantas se orientam para a razão entre as horas da luz solar e da escuridão. Algumas plantas apenas florescem quando os dias são particularmente longos. Outras apenas florescem quando as noites excedem um certo período de tempo", explica Anwer. Isto não é surpreendente; afinal, diferentes espécies de plantas florescem em diferentes épocas do ano, quando os dias têm comprimentos diferentes.

Neste novo estudo, os pesquisadores da MLU queriam entender quais genes controlam o relógio interno de uma planta, influenciando assim o processo de floração. Eles fizeram isso investigando dois genes que já eram conhecidos por desempenharem um papel crucial no relógio circadiano: ELF3 e GI. "Esses dois genes sempre foram estudados separadamente. Nosso objetivo era entender como os dois genes funcionam juntos e como eles influenciam conjuntamente o relógio circadiano, por exemplo, regulando quando uma planta floresce", diz Anwer.

A equipe investigou como os dois genes funcionavam no agrião, também conhecido como Arabidopsis thaliana, bem conhecida planta modelo de pesquisa científica. Os cientistas criaram plantas com vários defeitos genéticos. Em um grupo, o gene ELF3 estava com defeito; no segundo grupo, foi o gene GI. No terceiro grupo, os dois genes foram desligados. Os pesquisadores observaram como as plantas reagiam a diferentes períodos de luz. Eles descobriram que quando um dos dois genes estava com defeito, o relógio circadiano das plantas ainda funcionava de forma rudimentar. Quando os dois genes foram desligados, a planta não reagiu mais. "As plantas ainda podiam perceber a luz, mas não sabiam mais quanto tempo durava a luz. Isso explica por que os mutantes com o duplo defeito genético produziram flores ao mesmo tempo, em diferentes períodos de luz ", conclui a resposta.

No entanto, a luz não é a única fonte externa de informação para o relógio circadiano , diz o pesquisador. A temperatura ambiente também muda durante o curso do dia e do ano. Em um projeto de acompanhamento, os cientistas querem entender como a temperatura influencia a floração das plantas e se a temperatura pode compensar a falta de informações sobre a luz. Os resultados também podem ser importantes para o melhoramento de plantas. A maioria das plantas se adaptou ao ambiente original de forma a exigir uma proporção específica entre horas de luz solar e escuridão para florescer. As novas descobertas podem permitir que as plantas projetado para florescer em outros lugares e produzir bons rendimentos.

 

.
.

Leia mais a seguir