A pesquisa de plantas garante a importância dos micróbios para a sobrevivência e o crescimento

Cientistas de plantas do Future Food Beacon da Universidade de Nottingham mostraram que o mecanismo que controla o selamento de raízes na planta modelo Arabidopsis thaliana influencia a composição das comunidades microbianas que habitam a raiz e, reciprocamente, os micróbios mantêm a função deste mecanismo. Esta coordenação planta-micróbio desempenha um papel importante no controle do conteúdo de nutrientes minerais na planta. O estudo foi publicado online pela revista Ciências.

Gabriel Castrillo, do Future Food Beacon e principal autor da pesquisa, disse: “Em mamíferos, as barreiras de difusão especializadas no intestino são conhecidas por se coordenarem com a microbiota residente para controlar o fluxo de nutrientes. Embora existam mecanismos regulatórios semelhantes. da difusão de nutrientes nas raízes das plantas, a contribuição dos micróbios para sua função era desconhecida até agora.

Este estudo demonstrou, pela primeira vez, a coordenação entre as barreiras de difusão da raiz e os micróbios que colonizam a raiz. Eles se combinam para controlar a absorção de nutrientes minerais na planta, o que é crucial para o crescimento e reprodução adequados. Entender isso pode levar ao desenvolvimento de plantas mais adaptadas às condições abióticas extremas, com maior capacidade de sequestrar carbono da atmosfera. Alternativamente, podem ser desenvolvidas plantas com alto teor de nutrientes minerais essenciais e a capacidade de excluir elementos tóxicos. “

Todos os organismos vivos desenvolveram estruturas para manter um estado estável de nutrientes minerais. Nas raízes das plantas e no intestino dos animais, essas estruturas compreendem camadas de células especializadas que funcionam como porteiros para controlar a transferência de água e nutrientes vitais.

Para realizar essa função, é essencial que as células que compõem essas camadas sejam seladas. Esses selos devem manter a integridade na presença de comunidades microbianas locais. Em animais, os micróbios que vivem no intestino são conhecidos por influenciar a selagem intestinal e, em alguns casos, isso pode causar doenças.

Nas raízes, dois mecanismos principais de vedação foram encontrados: tiras de Casparian, que selam as células juntas, e depósitos de suberina que influenciam o transporte através da membrana plasmática da célula. Esta pesquisa mostra como esses mecanismos de vedação em organismos multicelulares incorporam a função microbiana para regular o equilíbrio dos nutrientes minerais.

A segurança alimentar representa um problema global urgente. A produção agrícola deve dobrar até 2050 para acompanhar o crescimento da população mundial. Essa meta é ainda mais desafiadora devido ao impacto das mudanças climáticas na disponibilidade de água e ao impulso para reduzir os insumos de fertilizantes para tornar a agricultura mais ambientalmente sustentável. Em ambos os casos, o cultivo de safras com melhor absorção de água e nutrientes forneceria uma solução e isso. Esta descoberta pode levar ao desenvolvimento de novas abordagens microbianas para controlar a difusão de nutrientes e água, apresentando novas oportunidades para projetar safras mais resistentes, novas estratégias de alimentação e possíveis formas de aproveitar o dióxido de carbono por meio do sequestro de carbono.

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materiais fornecido por University of Nottingham. Nota: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.