O tomate é uma das culturas mais populares e versáteis do mundo, mas também é vulnerável às secas, que estão a tornar-se mais frequentes e severas devido às alterações climáticas.
No entanto, um novo estudo realizado por investigadores da Universidade da Califórnia, Davis, e da Universidade da Califórnia, Riverside, revelou como as raízes do tomate podem lidar com a escassez de água e até melhorar o seu crescimento sob stress.
As conclusões poderão ter implicações para outras culturas e para a segurança alimentar face ao aquecimento global.
As raízes do tomate têm vontade própria
O estudo, publicado na revista Nature Plants, mostrou que as raízes do tomate podem sentir e responder à seca independentemente dos rebentos, as partes da planta acima do solo.
Os pesquisadores descobriram que quando o solo está seco, as raízes produzem mais um hormônio chamado ácido abscísico (ABA), que desencadeia uma série de alterações nas células das raízes.
Essas mudanças incluem o aumento da produção de lignina e suberina, duas substâncias que tornam as paredes celulares mais rígidas e impermeáveis, e a redução do tamanho e do número de poros chamados estômatos, que regulam as trocas gasosas e a perda de água.
Estas adaptações ajudam as raízes a reter água e a evitar o murchamento, mas também têm outro efeito surpreendente: estimulam o crescimento das raízes.
Os pesquisadores descobriram que o ABA ativa um gene chamado SlERF6, que por sua vez ativa outro gene chamado SlEXPA2.
Este gene codifica uma proteína que afrouxa as paredes celulares e permite que as células se expandam e se dividam, resultando em raízes mais longas e espessas.
Os pesquisadores também descobriram que o SlEXPA2 é mais expresso nas pontas das raízes, regiões onde ocorre a maior parte do crescimento.
Os pesquisadores confirmaram que essas respostas são específicas das raízes e não dependem dos sinais dos brotos.
Eles fizeram isso usando diferentes tipos de plantas: algumas que tinham brotos e raízes normais, algumas que tiveram seus brotos removidos e algumas que tinham brotos mutantes que não conseguiam detectar ou produzir ABA.
Em todos os casos, as raízes comportaram-se da mesma forma quando expostas à seca, indicando que possuem o seu próprio sistema de detecção e resposta à seca.
Ajudando outras culturas a sobreviver à seca
Os investigadores também compararam as respostas das raízes do tomate com as de duas outras culturas: o arroz e a Arabidopsis, uma pequena planta com flor que é amplamente utilizada como organismo modelo na biologia vegetal.
Eles descobriram que os genes e vias envolvidas na adaptação radicular à seca são altamente conservados entre essas espécies, sugerindo que são comuns a muitas plantas.
Isto significa que os conhecimentos obtidos com o estudo das raízes do tomate podem ser aplicados para melhorar a tolerância à seca de outras culturas.
Uma das possíveis aplicações é usar engenharia genética ou edição genética para aumentar a expressão ou atividade dos genes que promovem o crescimento radicular e a retenção de água, como SlERF6 e SlEXPA2.
Outra possibilidade é utilizar o melhoramento seletivo ou variação natural para identificar e selecionar plantas que possuam sistemas radiculares mais eficientes.
Os investigadores também sugerem que a manipulação da humidade do solo ou do regime de irrigação pode ser uma forma de estimular as respostas das raízes e melhorar o desempenho das culturas em condições de seca.
Os investigadores esperam que o seu estudo contribua para o desenvolvimento de culturas mais resilientes e produtivas que possam enfrentar os desafios das alterações climáticas e garantir a segurança alimentar de uma população em crescimento.
Eles também planejam continuar suas pesquisas sobre os mecanismos moleculares e as consequências ecológicas da adaptação das raízes à seca em tomates e outras plantas.
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