Pela primeira vez, uma equipe liderada por pesquisadores da Universidade de East Anglia (UEA) identificou os genes que ajudam as plantas a crescer em condições estressantes, com implicações para a produção de culturas alimentares mais sustentáveis ​​diante das mudanças climáticas globais.

   O estudo, publicado na Nature Communications, revela os genes que permitem que as plantas produzam uma nova molécula antiestresse chamada dimetilsulfoniopropionato, ou DMSP. De acordo com as descobertas, a maioria das plantas produz DMSP, e a produção de alto nível de DMSP permite que as plantas cresçam na costa, por exemplo, em condições salgadas. O estudo também mostra que as plantas podem ser cultivadas em outras condições estressantes, como a seca, quando são suplementadas com DMSP, ou quando as plantas são criadas para produzir seu próprio DMSP. Essa abordagem pode ser particularmente benéfica em solos pobres em nitrogênio para melhorar a produtividade agrícola.

   Este estudo é o primeiro a descrever os genes que as plantas usam para produzir DMSP, identificar por que as plantas produzem essa molécula e descobrir que o DMSP pode ser usado para melhorar a tolerância ao estresse das plantas. Os pesquisadores estudaram Spartina anglica, uma espécie de capim-cordão-de-pântano-salgado que produz altos níveis de DMSP, e compararam seus genes com aqueles de outras plantas que produzem a molécula. Eles também foram capazes de identificar três enzimas envolvidas na produção de alto nível de DMSP em S. anglica.

   O Prof. Jon Todd, da Escola de Ciências Biológicas da UEA, disse: "De forma empolgante, nosso estudo mostra que a maioria das plantas produz o composto antiestresse DMSP, mas que a grama de pântano salgado Spartina é especial devido aos altos níveis que acumula. Isso é importante porque os pântanos salgados de Spartina são pontos críticos globais para a produção de DMSP e para a geração do gás de resfriamento climático dimetilsulfeto por meio da ação de micróbios que decompõem o DMSP."

   O autor principal Dr. Ben Miller, também da Escola de Ciências Biológicas da UEA, acrescentou: "Esta descoberta fornece uma compreensão fundamental sobre como as plantas toleram o estresse e oferece caminhos promissores para melhorar a tolerância das plantações à salinidade e à seca, o que é importante para aumentar a sustentabilidade agrícola em face das mudanças climáticas globais."

   A equipe de pesquisa incluiu cientistas da Escola de Ciências Biológicas da UEA, Escola de Química, Farmácia e Farmacologia e Ocean University of China.

   Eles estudaram uma espécie de capim-cordão-de-pântano-salgado - Spartina anglica - que produz altos níveis de DMSP e compararam seus genes com aqueles de outras plantas que produzem a molécula, embora principalmente em baixas concentrações.

   Muitas dessas espécies com baixo acúmulo de DMSP são plantas cultivadas que cobrem grandes áreas no Reino Unido, como cevada e trigo.

   Os pesquisadores identificaram três enzimas envolvidas na produção de alto nível de DMSP em Spartina anglica. O DMSP desempenha papéis cruciais na proteção contra estresse e é essencial para o ciclo global de carbono e enxofre, bem como para a produção de gases climáticos ativos.

   Os ecossistemas de pântanos salgados, particularmente aqueles dominados por capins-cordão-de-pântano, são pontos críticos para a produção de DMSP devido a essas plantas serem capazes de sintetizar concentrações anormalmente altas do composto.

   As descobertas foram publicadas hoje no periódico Nature Communications sob o título: “Elucidation of Spartina dimethylsulfoniopropionate synthesis genes enables engineering of stress tolerant plants”.