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Por que as raízes não crescem na sombra
Os pesquisadores vêm estudando a resposta das plantas à sombra há décadas, na esperança de encontrar maneiras de ajudar as plantas a florescer em densidades mais altas.
Por Cold Spring Harbor Laboratory - 27/10/2021


As plantas dependem da luz solar para a fotossíntese. Quando eles se encontram em muita sombra, eles redirecionam seus recursos do desenvolvimento da raiz para o crescimento do caule, para que possam crescer mais altos e ter acesso ao sol. Nesta imagem, as três plantas à esquerda foram cultivadas em plena luz sem sombra: elas têm muitas raízes ramificadas. Em contraste, as três plantas à direita foram cultivadas na sombra: elas têm menos raízes ramificadas porque a planta está se concentrando em crescer um caule mais longo para tentar alcançar mais luz. Crédito: Daniele Rosado / Laboratório de pedestres / CSHL, 2021

Quando uma planta se encontra em muita sombra, ela redireciona seus recursos para alcançar a luz. A produtividade da colheita e o desenvolvimento das raízes param à medida que a planta se concentra em crescer mais alto, lutando para se elevar acima das plantas vizinhas para ter acesso ao sol.

Evitar a sombra é uma estratégia de sobrevivência vital para um organismo que depende da fotossíntese, mas é um problema para os agricultores, diz o professor assistente do Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL), Ullas Pedmale. Limita a densidade na qual os produtores podem plantar suas safras e, portanto, limita a produção.

"Por causa da aglomeração, há uma competição pela luz do sol - então, a opção é crescer mais alto", diz Pedmale. Ele adiciona:

"As plantas estão colocando toda essa energia para tentar crescer mais alto, mas agora é à custa dos frutos dos quais dependemos, a biomassa. Então é também à custa das raízes, para que elas não cresçam."

Os pesquisadores vêm estudando a resposta das plantas à sombra há décadas, na esperança de encontrar maneiras de ajudar as plantas a florescer em densidades mais altas. A maior parte dessa pesquisa se concentrou em mudanças em caules e folhas, mas a equipe de Pedmale queria saber o que acontece no subsolo quando uma planta é privada de luz. É um problema urgente porque as plantas sem sistemas de raízes fortes são mais vulneráveis ​​a secas, inundações e furacões - ameaças que estão se tornando mais comuns devido às mudanças climáticas.

Usando tomateiros e a planta modelo Arabidopsis, a pesquisadora de pós-doutorado Daniele Rosado e outros membros da equipe de Pedmale compararam as raízes das mudas cultivadas em plena luz sem sombra com as raízes mais curtas e menos desenvolvidas das plantas cultivadas na sombra. Eles descobriram que centenas de genes que as plantas usam para responder ao estresse foram ativados nas plantas cultivadas à sombra - incluindo dezenas que codificam proteínas chamadas WRKYs, que regulam a expressão gênica .

Para confirmar que eles limitam o crescimento da raiz, a equipe de Pedmale projetou plantas nas quais genes WRKY específicos permaneceram altamente ativos, independentemente das condições. Eles descobriram que as plantas com altos níveis de certas proteínas WRKY desenvolviam as mesmas raízes atrofiadas vistas em plantas cultivadas à sombra, mesmo quando fornecidas com bastante luz. Os caules da planta, em contraste, cresceram a uma taxa normal. Além disso, eles descobriram que o hormônio vegetal etileno (necessário para o amadurecimento dos frutos) também pode estar envolvido na resposta à sombra das raízes.

Pedmale espera que a revelação do papel dessas proteínas na prevenção da sombra ajude os pesquisadores a desenvolver melhores plantas de alto rendimento : plantas que podem se desenvolver em condições mais aglomeradas, resistir a condições climáticas extremas e talvez até mesmo reduzir o aquecimento global puxando o dióxido de carbono do ar para dentro extensos sistemas de raiz .

 

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