Notícia

Novo estudo sobre a fotossíntese leva a resultado surpreendente

Fonte

Universidade Lancaster

Data

sexta-feira, 6 setembro 2019 10:05

Áreas

Agricultura. Biotecnologia. Ciência e Tecnologia de Alimentos.

Um novo estudo fornece uma reviravolta inesperada na busca de culturas mais produtivas para ajudar a alimentar uma população crescente. Os cientistas pensaram que haviam encontrado uma maneira de aumentar a produção de grãos de trigo, aumentando a quantidade de uma enzima, a ca1pase. Mas seus experimentos, publicados na revista científica Plant Physiology, não tiveram os resultados esperados.

Em algumas plantas, a ca1pase desempenha um papel importante na atividade da Rubisco, a proteína que facilita a fotossíntese, processo que transforma o carbono do ar em biomassa. Sem Rubisco, as plantas não cresceriam e todos poderiam passar fome.

“Rubisco é a proteína mais abundante do planeta”, disse a Dra. Elizabete Carmo-Silva, do Grupo de Fotossíntese da Universidade Lancaster, no Reino Unido, que liderou o estudo. “Ela também é muito ineficiente: em Lancaster, estamos fazendo muitas pesquisas para encontrar maneiras de melhorar sua eficiência e, assim, aumentar o rendimento das culturas”.

“Nem todo Rubisco em uma planta está ativo, porque alguns se ligam a inibidores: a ca1pase se livra desses inibidores. Nossa hipótese era que aumentar a quantidade de ca1pase nas plantas significaria menos inibidores e, portanto, aumentaria a atividade da Rubisco. Isso levaria ao aumento da fotossíntese e, assim, obteríamos plantas maiores e mais grãos”, destaca a Dra. Elizabete.

Para testar a hipótese, os cientistas produziram várias linhagens de trigo com a capacidade de produzir mais ca1pase. Estes foram então cultivados em estufas, ao lado de um grupo de controle de trigo do tipo selvagem.

A Dra. Elizabete e seus colegas Dra. Ana Karla Lobo (da Universidade Federal do Ceará), Dr. Doug Orr e Dra. Marta Gutierrez coletaram amostras das folhas superiores do trigo quando as plantas estavam verdes e fotossintetizadoras. Os pesquisadores fizeram outras medições quando o trigo estava pronto para a colheita. Foram analisados o tamanho da planta, o rendimento de grãos, o nível de inibidores da ca1pase e da Rubisco, bem como foram medidas a quantidade de Rubisco presente e a sua atividade. Alguns dos resultados foram uma surpresa completa.

Embora houvesse até 30 vezes mais expressão de ca1pase nas plantas tratadas e menos inibidores, houve uma grande diminuição na Rubisco – até 60% menos. Ainda mais inesperadamente, as plantas tratadas eram menores que o grupo controle e tinham até 72% menos grãos – o oposto do que os cientistas haviam previsto.

“Inicialmente me perguntei como nossas hipóteses estavam tão erradas, por que isso estava acontecendo com as plantas?”, ressaltou a Dra. Elizabete. “Mas o mais interessante da Rubisco é que é um sistema muito complexo e fortemente regulado que ainda não compreendemos completamente”.

“Esse resultado nos deu ideias sobre o que precisamos testar a seguir para entender a regulação da Rubisco. Houve um estudo, há cerca de 20 anos, que sugeria que, se os inibidores estão ligados à Rubisco, eles a protegem da degradação: portanto, indiretamente, a ca1pase poderia estar levando à degradação de mais Rubisco. Nosso próximo passo é montar um experimento para investigar a degradação da Rubisco nas folhas. ”

Esse é um grande revés na busca de aumentar a produção agrícola através do aumento da eficiência da Rubisco? “Nem um pouco. Agora está claro que podemos obter um aumento de 20% no rendimento melhorando a regulação da Rubisco. O que ainda não sabemos é exatamente como fazer e o que segmentar, mas estou convencida de que chegaremos lá”, destaca a pesquisadora.

“Embora a pesquisa da ca1pase possa parecer decepcionante no início, é um passo importante no projeto de uma abordagem bem-sucedida para melhorar a Rubisco, que é vital para alimentar uma população em crescimento”, conclui a Dra. Elizabete Carmo-Silva.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Lancaster (em inglês).

Fonte: Universidade Lancaster. Imagem: Divulgação.

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