Assunto: Aumento da produtividade de culturas
Pesquisadora: Sara Alberto
Uma equipa do Instituto Gulbenkian da Ciência identificou uma proteína transportadora de fosfato, essencial à vida de plantas, que poderá ser utilizada para melhorar a produtividade de culturas em ambientes adversos.
Uma equipa do Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC) acaba de publicar um estudo na revista New Phytologist onde identifica um novo transportador de fosfato inorgânico (Pi) nas células da raiz da planta Arabidopsis thaliana, da família da mostarda.
“Descobrimos que o gene da planta modelo Arabidopsis thaliana, designado Pht1;9, produz uma proteína da membrana celular que se liga de forma altamente eficaz a Pi, sendo assim capaz de o transportar para o interior das células da raiz mesmo quando este está presente em quantidades muito reduzidas no solo”, explica Paula Duque, investigadora que liderou a equipa do IGC, ao Ciência Hoje.
O fósforo é essencial para as plantas porque é um constituinte elementar de muitas moléculas vitais (como o ADN) e desempenha um papel central em múltiplas reações de transferência de energia. O acesso reduzido a fósforo é um factor de stress ambiental para as plantas, podendo levar a perdas significativas de culturas agrícolas. Porém, as plantas são incapazes de fabricar o seu próprio fósforo; obtêm-no sob a forma de fosfato inorgânico, na interface entre a raiz e o solo. Uma forma de maximizar a quantidade de fósforo na planta é, por conseguinte, aumentar a captura de Pi pela raiz.
O primeiro passo no estudo foi mostrar que o transportador agora identificado se localiza nas membranas das células da raiz. Seguiram-se várias outras experiências, através das quais a equipa dissecou onde e em que condições o transportador actua.
Localização do novo transportador de phosphato nas membranas das células da raiz da planta Arabidopsis thaliana, em verde (Créditos: Estelle Remy, IGC, 2012)
“Isolámos primeiro mutantes de Arabidopsis que não contêm o transportador Pht1;9”, descreve Paula Duque. Embora estas plantas mutantes se comportem de forma idêntica à planta selvagem na presença de níveis normais de fósforo, quando este escasseia no meio os mutantes apresentam dificuldades acrescidas no seu desenvolvimento. Por outro lado, “quando forçámos plantas a produzir mais do transportador do que o normal, estas apresentaram clara tolerância a níveis reduzidos de fosfato”, continua.
Depois, em colaboração com o grupo de Isabel Sá-Correia no Instituto Superior Técnico, “foi possível demonstrar inequivocamente, após introdução do gene da planta em células de levedura, que a proteína Pht1;9 é um transportador de Pi de alta afinidade”, conclui.
Ao demonstrarem que o transportador actua quando o Pi é pouco abundante no solo, os investigadores abrem assim caminho a novas formas de manipular sistemas de transporte de fósforo em plantas, de modo a combater situações de stress ambiental e, potencialmente, aumentar a produção de certas culturas.
“A descoberta de um novo transportador de fosfato importante para a absorção deste composto em situações de insuficiência de fósforo e sua posterior distribuição pela planta poderá abrir caminho ao desenvolvimento de estratégias eficientes para melhorar a produtividade de culturas ameaçadas pela escassez de fosfato nos solos”, afirma Paula Duque.
Os próximos passos na investigação do grupo de Biologia Molecular de Plantas do IGC passam agora por caracterizar outros genes da mesma família de transportadores, “o que deverá revelar novas peças-chave na resposta das plantas ao stress ambiental”, avança a cientista.
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