Manipulação hormonal eleva produtividade e resistência em plantas

Pesquisadores da Universidade Estadual do Colorado identificaram uma estratégia para elevar o rendimento reprodutivo de plantas com imunidade ativada sem perda de resistência a doenças. O grupo restaurou níveis de citocinina em mutantes autoimunes de Arabidopsis thaliana e obteve aumento na produção de síliquas e sementes, além de resistência ampliada a patógenos biótrofos e necrotróficos.

Plantas ativam mecanismos de defesa ao detectar patógenos. Esse processo envolve hormônios como ácido salicílico e jasmonato. A ativação constante da imunidade reduz o crescimento e compromete o rendimento. O fenômeno caracteriza o trade-off entre crescimento e defesa.

Interação entre hormônios

A equipe liderada por Cristiana T. Argueso investigou a interação entre hormônios de defesa e citocininas, responsáveis por divisão celular e regulação do meristema apical. Experimentos demonstraram que ácido salicílico e jasmonato reprimem genes regulados por citocinina. A ativação constitutiva da imunidade suprimiu a sinalização de citocinina e reduziu o crescimento reprodutivo.

Os pesquisadores cruzaram o mutante autoimune snc1, que acumula ácido salicílico e apresenta porte reduzido, com o duplo mutante ckx3,5, que possui menor degradação de citocinina. O triple mutante, denominado s35, apresentou restauração parcial do crescimento reprodutivo.

O s35 manteve porte vegetativo reduzido. No entanto, recuperou o número de síliquas ao nível do tipo selvagem. A produção de sementes superou em cerca de 260% a do mutante snc1, embora tenha permanecido abaixo do controle Col-0. A planta exibiu padrão diferenciado de inflorescência, descrito como “starburst”, associado a alterações no meristema apical.

Aumento de citocininas

Análises hormonais confirmaram aumento de citocininas do tipo trans-zeatina no s35. O mutante também manteve níveis elevados de ácido salicílico. A combinação alterou o balanço hormonal no meristema e modificou a arquitetura reprodutiva.

Testes fitopatológicos indicaram que o s35 preservou resistência a Hyaloperonospora arabidopsidis e Pseudomonas syringae, patógenos biótrofos. O genótipo também apresentou maior resistência a Botrytis cinerea, fungo necrotrófico, em comparação ao snc1. O resultado aponta mitigação do antagonismo clássico entre vias de ácido salicílico e jasmonato.

Indução de genes

A análise transcriptômica revelou indução de genes ligados a resposta a nitrato e glutaredoxinas do tipo ROXY no s35. A equipe detectou redistribuição de peróxido de hidrogênio no meristema. O acúmulo de espécies reativas de oxigênio próximo ao tecido meristemático coincidiu com maior atividade reprodutiva.

A adubação com formulação 24-8-16 elevou número de síliquas em todos os genótipos. No s35, o fertilizante aumentou o peso e o tamanho das sementes, o que compensou parcialmente a redução no número total.

Os autores defendem a manipulação de redes hormonais como alternativa a abordagens baseadas em genes isolados. A restauração da homeostase de citocinina em contextos de imunidade ativada pode reduzir penalidades de rendimento e ampliar resistência. O grupo avalia aplicação da estratégia em culturas como trigo, milho e soja, conforme comunicado institucional.

Outras informações em doi.org/10.1016/j.cub.2026.01.060