Epiderme comanda torção das raízes e define crescimento das plantas

Estudo de pesquisadores da Washington University mostra que a epiderme controla a quebra de simetria que leva à torção das raízes em plantas. A pesquisa revela que alterações microscópicas nessa camada externa bastam para definir se a raiz cresce reta ou em espiral. O trabalho indica caminhos para ajustar a arquitetura radicular e melhorar a adaptação das plantas ao solo.

Os autores analisaram raízes de Arabidopsis thaliana com mutações em proteínas ligadas aos microtúbulos. Essas mutações provocam crescimento helicoidal. O estudo conectou eventos em múltiplas escalas. A desorganização de microfibrilas de celulose surge no nível nanométrico. Em seguida, ocorre expansão celular assimétrica. Depois, aparecem arquivos celulares helicoidais na epiderme. Por fim, a raiz inteira passa a crescer torcida.

Experimentos mostraram que a epiderme domina o processo. A restauração da atividade normal dos microtúbulos apenas nessa camada devolveu o crescimento reto das raízes. O efeito não apareceu quando a correção ocorreu em camadas internas. Modelagem mecânica explicou o resultado. A rigidez à torção aumenta com a quarta potência do raio. Por isso, a camada mais externa exerce maior influência.

Ambiente interfere

O ambiente também interfere. Em meio homogêneo, como ágar, as raízes cresceram retas mesmo com células epidérmicas torcidas. Na superfície do ágar e no solo, o desbalanceamento de forças levou à curvatura. Em solo, raízes mutantes mantiveram regiões de torção e curvas pronunciadas. O comportamento persistiu sem participação de pelos radiculares.

O estudo avaliou respostas ao ambiente. Raízes torcidas alteraram o ajuste à gravidade e a reação a obstáculos. Em testes com barreiras, mutantes exibiram desvios direcionais ou falhas de reorientação. Os resultados indicam impacto direto na exploração do solo.

Integridade do tecido

A integridade do tecido epidérmico mostrou-se essencial. A redução da adesão entre epiderme e córtex suprimiu a torção da raiz, mesmo com células epidérmicas ainda helicoidais. O achado reforça o papel mecânico da epiderme na coordenação do crescimento.

Os autores apontam aplicações. O controle de proteínas associadas a microtúbulos na epiderme pode permitir raízes mais eficientes para penetrar solos compactados ou contornar obstáculos. A estratégia abre caminho para engenharia de sistemas radiculares mais adaptados a estresses físicos e químicos do solo.

Outras informações em doi.org/10.1038/s41467-025-66029-8