Os mecanismos intrínsecos que ajudam as plantas a sobreviver ao calor extremo podem contribuir para o desenvolvimento de culturas mais resistentes.

   Pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia Rei Abdullah (KAUST) descobriram como as plantas protegem a fotossíntese em altas temperaturas, revelando um mecanismo que pode orientar o desenvolvimento de culturas mais resistentes para climas desérticos, como os da Arábia Saudita.

   Em um estudo liderado pela professora Monika Chodasiewicz, a equipe identificou um mecanismo de proteção pouco conhecido dentro dos cloroplastos, onde ocorre a fotossíntese. Quando as temperaturas aumentam, uma proteína produtora de clorofila chamada protoclorofilida oxidorredutase se reorganiza em pequenas gotículas reversíveis conhecidas como grânulos de estresse cloroplastídico. Essas estruturas ajudam a proteger e restaurar a capacidade da planta de converter a luz solar em energia química.

   “Isso é importante porque o calor é uma das principais ameaças à produtividade das plantas, e proteger a fotossíntese é essencial para manter o crescimento das plantas e a produtividade das culturas”, disse Chodasiewicz, professora assistente de Ciências Vegetais da KAUST. “A proteína clorofila forma grânulos protetores, revelando sua importância funcional, até então desconhecida.”

   Os pesquisadores descobriram que plantas sem essa proteína produtora de clorofila apresentavam dificuldades em altas temperaturas, enquanto plantas com ela se recuperavam mais rapidamente e tinham melhor desempenho após o estresse térmico. Isso aponta para um mecanismo natural que contribui para a resiliência das plantas.

   “O que mais nos surpreendeu foi que a protoclorofilida oxidorredutase não foi fortemente ativada pelo calor em nível de expressão gênica”, disse Chodasiewicz. “Em vez disso, a própria proteína alterou seu comportamento e localização. Isso sugere que as plantas podem responder ao calor muito rapidamente, reorganizando proteínas existentes, em vez de esperar para produzir novas.”

   Calor, escassez de água e salinidade do solo estão entre as principais restrições ambientais que a agricultura enfrenta na Arábia Saudita e em muitas regiões áridas. Altas temperaturas podem reduzir a fotossíntese, retardar o crescimento das plantas e diminuir a produtividade, aumentando a pressão sobre os sistemas de produção de alimentos. Descobertas que ajudam as culturas a manter a produtividade sob estresse térmico são, portanto, cada vez mais importantes para a resiliência agrícola a longo prazo.

   Ao desvendar como as plantas reorganizam naturalmente as proteínas internas para se protegerem, o estudo oferece novas perspectivas para o melhoramento genético de culturas e biotecnologia. As descobertas também contribuem para o crescente campo de condensados ​​biomoleculares separados por fases na biologia vegetal e apoiam prioridades mais amplas em torno da agricultura sustentável, resiliência climática e segurança alimentar.

   A pesquisa concentrou-se principalmente na Arabidopsis thaliana, uma planta modelo amplamente utilizada na família da mostarda. O próximo passo é testar se mecanismos semelhantes existem em espécies cultivadas e se outras proteínas relacionadas podem ser moduladas sem efeitos negativos no crescimento. Qualquer aplicação agrícola exigirá validação adicional em plantas cultivadas sob condições de calor semelhantes às do campo e uma avaliação cuidadosa da produtividade e do desenvolvimento.

   O estudo foi publicado na revista Plant Physiology.