Uma equipe da Universidade de Illinois desenvolveu batatas mais resistentes a altas temperaturas, mostrando um aumento de 30% na massa do tubérculo em condições de ondas de calor. Esta adaptação pode proporcionar maior segurança alimentar às famílias que dependem da batata, uma vez que estas são muitas vezes as mesmas áreas onde as alterações climáticas já afetaram várias épocas de cultivo.

   “Precisamos cultivar culturas que possam resistir a ondas de calor mais frequentes e intensas se quisermos satisfazer as necessidades alimentares das pessoas nas regiões com maior risco de redução da produção devido ao aquecimento global”, disse Katherine Meacham-Hensold, diretora do projeto científico. .do projeto RIPE (Realizando Maior Eficiência Fotossintética) em Illinois.

   “O aumento de 30% na massa de tubérculos observado nos nossos ensaios de campo mostra a promessa de melhorar a fotossíntese para permitir culturas preparadas para o clima.”

   Meacham-Hensold liderou este trabalho para o RIPE, um projeto de pesquisa internacional que visa aumentar o acesso global aos alimentos através do desenvolvimento de culturas alimentares que convertem a energia do sol em alimentos de forma mais eficiente.

   A fotorrespiração é um processo fotossintético que demonstrou reduzir o rendimento das culturas de soja, arroz e vegetais em até 40%. A fotorrespiração ocorre quando a enzima Rubisco reage com uma molécula de oxigênio em vez de CO2, o que ocorre cerca de 25% das vezes em condições ideais, mas mais frequentemente em altas temperaturas.

   As plantas devem utilizar uma grande quantidade de energia para metabolizar o subproduto tóxico causado pela fotorrespiração (glicolato). Energia que poderia ter sido usada para um maior crescimento.

   “A fotorrespiração representa um grande custo energético para a planta”, diz Meacham-Hensold. «Reduz a produção de alimentos, pois a energia é desviada para metabolizar a toxina. “Nosso objetivo era reduzir a quantidade de energia desperdiçada, evitando a via fotorrespiratória original da planta”.

   Membros anteriores da equipe RIPE demonstraram que a adição de dois novos genes, a glicolato desidrogenase e a malato sintase, para modelar as vias das plantas, poderiam melhorar a eficiência fotossintética. A nova genética metabolizaria a toxina (glicolato) no cloroplasto, compartimento foliar responsável pela fotossíntese, em vez de ter que movê-la por outras regiões da célula.

FOTO 1: As plantas de batata com bypass fotorrespiratório projetado foram iniciadas em uma estufa antes de serem transplantadas para o campo, onde foram submetidas a temperaturas de três dígitos. Crédito: Projeto RIPE/Claire Benjamin

Estas poupanças de energia impulsionaram ganhos de crescimento na cultura modelo, que a equipa actual esperava que se traduzissem em ganhos maciços na sua cultura alimentar. Não só observaram uma diferença, mas os benefícios, publicados na Global Change Biology, triplicaram sob condições de ondas de calor, que se tornam mais frequentes e intensas à medida que o aquecimento global avança.

Três semanas após o início da época de campo de 2022, enquanto as batatas ainda se encontravam na fase inicial de crescimento vegetativo, uma onda de calor manteve as temperaturas acima dos 35°C durante quatro dias consecutivos, ultrapassando os 38°C duas vezes. Depois de alguns dias de descanso, as temperaturas voltaram a subir para cerca de 38°C.

Em vez de murcharem com o calor, as batatas modificadas produziram 30% mais tubérculos do que as batatas do grupo de controlo (não modificadas), aproveitando ao máximo a sua maior tolerância térmica para a eficiência fotossintética.

“Outra característica importante deste estudo foi a demonstração de que a nossa engenharia genética da fotossíntese que produziu estes aumentos de rendimento não teve impacto na qualidade nutricional da batata”, disse Don Ort, Professor Robert Emerson de Biologia Vegetal e Ciências Vegetais e vice. diretor do projeto RIPE.

“A segurança alimentar não se trata apenas da quantidade de calorias que podem ser produzidas, mas também devemos considerar a qualidade dos alimentos”.

 

São necessários ensaios de campo em vários locais para confirmar as descobertas da equipa em ambientes variados, mas os resultados encorajadores nas batatas podem significar que resultados semelhantes poderão ser alcançados noutras culturas de tubérculos, como a mandioca, um alimento básico nos países da África Subsaariana. África que se espera que sejam grandemente afetadas pelo aumento das temperaturas globais.

*Esta notícia foi publicada pela “Chilebio” e pode ser acessada em seu idioma original através de: https://chilebio.cl/2024/12/07/desarrollan-papas-geneticamente-modificadas-que-producen-mas-alimento-en-condiciones-de-altas-temperaturas/