Plantas podem ser mais resistentes a mudanças climáticas

Cientistas descobriram mecanismos que regulam a abertura e fechamento dos estômatos - pequenos poros presentes nas folhas das plantas - em resposta a altas temperaturas e seca. A pesquisa abre caminho para o desenvolvimento de culturas agrícolas mais resistentes às mudanças climáticas.

Mudanças climáticas globais têm se tornado uma realidade crescente, com condições meteorológicas extremas se tornando cada vez mais comuns. Inundações, secas severas e outros fenômenos climáticos estão impactando não só ecossistemas naturais, mas também as lavouras que alimentam milhões de pessoas. Identificar plantas que sejam adaptadas a essas novas condições é um desafio crucial para a segurança alimentar mundial.

O professor Ive De Smet, do Centro de Biologia de Sistemas Vegetais da VIB-UGent, destacou a importância da pesquisa: “durante anos, nosso trabalho concentrou-se no impacto das condições climáticas extremas nas plantas. Os insights moleculares que obtemos podem gerar soluções para aumentar a resiliência das plantas. Aprendemos com os mecanismos naturais que as plantas utilizam para sobreviver. Nesse sentido, entender o papel dos estômatos é essencial, já que eles têm uma função crucial na interação com o ambiente”.

Os estômatos são pequenos poros na epiderme das folhas que regulam a troca de gases e vapor de água com o ambiente. Eles funcionam como pontos de entrada para patógenos; e são fundamentais para proteger as plantas contra estresses abioticos, como calor e seca.

Em temperaturas altas, os estômatos abrem-se para permitir o resfriamento da planta. Já em condições de seca, eles se fecham para evitar a perda de água. Quando a planta enfrenta simultaneamente altas temperaturas e seca, ocorre um conflito entre esses mecanismos, o que pode prejudicar sua eficiência.

Foi para desvendar esses mecanismos celulares subjacentes, os cientistas iniciaram investigação sobre como essas respostas ocorrem. O trabalho liderado pelo pesquisador Xiangyu Xu conseguiu identificar e caracterizar um novo eixo de sinalização, dependente de fosforilação, que regula a abertura dos estômatos sob condições de altas temperaturas ou seca.

Xu e seus colegas descobriram que a quinase TOT3, associada a altas temperaturas, controla a abertura dos estômatos em condições de calor intenso. Já a quinase OST1, que regula o fechamento dos estômatos em situações de seca, atua inativando a TOT3 por meio da fosforilação. Esse controle mediado pela fosforilação age como um interruptor, permitindo que a planta regule a abertura ou fechamento dos estômatos conforme as condições ambientais.

Para o pesquisador Lam Dai Vu, também do VIB-UGent, a descoberta de um novo eixo de sinalização que coordena a abertura e fechamento dos estômatos em resposta a diferentes sinais de estresse é um passo importante para desenvolver culturas resilientes ao clima.

“Entender esses mecanismos é crucial no contexto das mudanças climáticas globais. Isso nos permite avançar na criação de plantas que possam resistir melhor aos desafios climáticos futuros”, disse.

Mais informações podem ser obtidas em doi.org/10.1038/s41477-024-01859-w