Pesquisadores descobrem um mecanismo molecular que fecha os poros nas folhas
Uma equipe internacional identificou como sinais químicos do solo — como o sulfato e o peptídeo CLE25 — desencadeiam uma cascata molecular nas folhas que ativa a produção do hormônio ABA, responsável pelo fechamento estomático. Esse mecanismo explica como as plantas regulam seu consumo de água em condições de seca.
Um mecanismo molecular até então desconhecido ajuda as plantas a economizarem água em condições de seca extrema e luz solar intensa. Uma equipe de pesquisa do Centro de Estudos Organismais (COS) da Universidade de Heidelberg descobriu que um complexo proteico, o complexo cisteína sintase, atua como um sensor nos cloroplastos. Ele recebe e transmite sinais de estresse e garante a formação do hormônio ácido abscísico por meio da biossíntese. Esse hormônio desencadeia o fechamento de pequenos poros nas folhas, evitando assim a perda de água.
Para as plantas, períodos de seca e luz solar intensa frequentemente resultam em perda excessiva de água. Para controlar a troca de ar e vapor d'água, as folhas possuem poros microscópicos em sua superfície que funcionam como respiradouros. O hormônio vegetal ácido abscísico (ABA) é o principal responsável pelo fechamento desses poros. Para ativar as células-guarda, o complexo cisteína sintase nos cloroplastos, composto por duas enzimas, avalia vários sinais. Estes incluem o sinal nutricional sulfato e uma pequena molécula de proteína, ambos transportados das raízes para os brotos quando o solo seca. Pesquisadores da Universidade de Heidelberg também descobriram um hormônio vegetal específico induzido pela intensa intensidade de luz.
“Quando o complexo cisteína sintase nos cloroplastos é ativado por um desses sinais de estresse, ele estimula a biossíntese de ABA nas células-guarda e garante o fechamento dos poros foliares. Dessa forma, a planta conserva água”, explicam o Prof. Dr. Rüdiger Hell e o Dr. Markus Wirtz, do grupo de pesquisa “Biologia Molecular de Plantas” do COS. “Nossos resultados mostram que o metabolismo dos cloroplastos não apenas fornece blocos de construção por meio da fotossíntese, mas também responde ativamente aos sinais de estresse, otimizando assim as respostas das plantas a condições ambientais como a seca.” Com base nessas descobertas, os pesquisadores conseguiram modificar geneticamente uma planta Arabidopsis (um organismo modelo de biologia molecular da família Brassicaceae) que resiste com mais eficácia à desidratação do solo e mantém seu crescimento. Para os pesquisadores, essa abordagem busca desenvolver novas estratégias para melhorar a resiliência das culturas às mudanças climáticas.
A pesquisa foi conduzida em colaboração com parceiros da Universidade Agrícola de Nanquim (China). A Fundação Alemã de Pesquisa financiou a pesquisa. Os resultados foram publicados na revista Nature Communications.
