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Pesquisa desenvolvida na UFV revela a possibilidade de cultivar plantas resistentes à seca

por Elaine Nascimento

A possibilidade de cultivar plantas resistentes a longos períodos de estiagem já é real. Uma pesquisa liderada pela professora Elizabeth Pacheco Batista Fontes, coordenadora do INCT Interação Planta-Praga, sediado na UFV, descobriu uma nova via de sinalização de morte celular, que permite a adaptação de células vegetais a vários tipos de estresses, como por exemplo, secas prolongadas.

A via de sinalização descoberta foi completamente elucidada. Os pesquisadores identificaram seus componentes moleculares, como se dá o processo de ativação dessa via pelas plantas e, principalmente, descobriram como manipulá-la in vitro, de forma que a morte celular seja programada, resultando na tolerância das plantas à seca.

Para se proteger das agressões do meio ambiente, causadas por estresses abióticos como temperaturas extremas, seca e desidratação, as células dos organismos vivos desenvolvem mecanismos sofisticados de respostas moleculares, num processo de adaptação fisiológica. A professora Elizabeth Fontes explica que quando organismos multicelulares, como plantas e seres humanos, não conseguem se recuperar dessas condições adversas, as células individualmente percebem os sinais de estresse prolongado e ativam vias de respostas moleculares que culminam em morte celular programada. Em outras palavras, numa tentativa de sobrevivência dos organismos, as células estressadas se autodestroem de forma programada protegendo assim, as células adjacentes da necrose.

A ativação moderada de vias de sinalização de morte celular promove a adaptação da planta às condições adversas do meio ambiente. Contudo, condições extremas de estresse provocam uma ativação descontrolada das vias de morte celular. Isso causa intensa desidratação da planta e perda de turgor foliar, gerando grandes prejuízos na produção agrícola.

O INCT Interação Planta-Praga descobriu como modular a amplitude de ativação dessa via de morte celular em condições severas de seca. Os pesquisadores identificaram uma proteína inibidora cuja síntese intencional resultou em tolerância das plantas à seca prolongada. Foram realizados testes em soja, tabaco e Arabidopsis (planta modelo utilizada em pesquisas), todos com resultados positivos, indicando que a estratégia molecular de tolerância à seca é aplicável a outras culturas.

A possibilidade de cultivo de plantas geneticamente modificadas que apresentam qualidades agronômicas superiores traz ganhos para o agronegócio.  No caso da soja, por exemplo, a professora Elizabeth Fontes destaca que além de aumentar diretamente a produtividade nas regiões onde é comumente cultivada, é possível estender a fronteira agrícola nacional para áreas caracterizadas por problemas de déficit hídrico.

A pesquisadora também destaca que a expansão das áreas cultiváveis ganha ainda mais importância com as previsões climáticas que indicam um aumento concomitante das áreas áridas no globo. A ameaça de mudanças climáticas aliada ao crescimento exponencial da população mundial desafia a seguridade de alimentação. Diante disso, o aumento da produtividade agrícola, através de culturas tolerantes à seca, vem minimizar este problema mundial.

Interações fortalecidas

Esta pesquisa inovadora sobre via de sinalização de morte celular em plantas iniciou em 2008, com a criação do Instituto Nacional de Ciências e Tecnologia (INCT) em Interações Planta-Praga, cuja sede é o Instituto de Biotecnologia Aplicada à Agropecuária (Bioagro), na UFV. O INCT foi estruturado para atender à necessidade de se avançar o conhecimento científico sobre as bases moleculares e funcionais das interações entre plantas e pragas relevantes para a agricultura brasileira.

O INCT em Interações Planta-Praga reúne 30 pesquisadores de diversas instituições: UFV, Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP), Universidade Federal de São João Del Rei (UFSJ), Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM), Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia (Cenargen), Embrapa Hortaliças (CNPH), Universidade de Brasília (UNB), Embrapa Arroz e Feijão (CNPAF), Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e o Instituto Agronômico de Campinas (IAC).

A professora Elizabeth Fontes ressalta que os avanços na pesquisa foram possíveis pela forte interação que o Instituto propicia. Ela conta que antes já havia uma interação entre os pesquisadores, mas que a relação foi intensificada com a instituição do INCT. A professora Elizabeth Fontes enfatiza o caráter multidisciplinar do trabalho que vem sendo desenvolvido pelos pesquisadores, possibilitando avanços tanto na pesquisa básica como na pesquisa aplicada.

Para saber mais sobre os resultados da pesquisa, leia o artigo publicado na PNAS – Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.