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Noites quentes confundem relógios circadianos com arroz e prejudicam a produtividade das safras

Traduzido de Science Daily
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O aumento das temperaturas noturnas está impedindo a produção de arroz, e novas pesquisas nos aproximam de compreender o porquê. O estudo descobriu que noites mais quentes interrompem o programa biológico da planta do arroz, com centenas de genes se expressando mais cedo do que o normal, enquanto centenas de outros genes se expressam mais tarde do que o normal.

“Essencialmente, descobrimos que noites mais quentes atrapalham o relógio interno da planta de arroz”, diz Colleen Doherty, professora associada de bioquímica da Universidade Estadual da Carolina do Norte e autora correspondente de um artigo sobre o trabalho.

“A maioria das pessoas pensa que as plantas não são dinâmicas, mas são. As plantas estão constantemente regulando seus processos biológicos, preparando-se para a fotossíntese pouco antes do nascer do sol, terminando no final da tarde, determinando precisamente como e onde. Queimam seus recursos energéticos. as plantas estão ocupadas, é difícil observar toda aquela atividade de fora. “

E o que os pesquisadores descobriram é que o relógio responsável por regular toda essa atividade quebra quando as noites ficam mais quentes em relação aos dias.

“Já sabíamos que a mudança climática está causando o aumento das temperaturas globais e que as temperaturas noturnas estão subindo mais rápido do que as temperaturas diurnas”, diz Doherty. “Também sabíamos que as noites mais quentes prejudicavam a produção de arroz. Mas, até agora, tínhamos muito poucas informações sobre por que noites mais quentes são ruins para o arroz.

“Não sabemos todos os detalhes ainda, mas estamos estreitando onde procurar.”

A pesquisa que trata das perdas na produção de arroz é importante porque o arroz é uma cultura essencial para alimentar centenas de milhões de pessoas a cada ano e porque as mudanças climáticas representam desafios para a segurança alimentar global.

Para entender melhor como as noites quentes afetam o arroz, Doherty trabalhou com uma equipe internacional de pesquisadores, incluindo Krishna Jagadish da Kansas State University e Lovely Lawas do International Rice Research Institute, para estudar o problema no campo. Os pesquisadores estabeleceram dois locais de estudo nas Filipinas. As temperaturas foram manipuladas em diferentes áreas de cada local de estudo usando aquecedores de cerâmica ou tendas térmicas.

Uma equipe de pesquisa liderada por Jagadish usou aquecedores de cerâmica para manter as parcelas experimentais a 2 graus Celsius acima da temperatura ambiente e amostrou as plantas de arroz a cada três horas por 24 horas. Parcelas de controle não foram aquecidas, mas também foram amostradas a cada três horas durante o mesmo período de 24 horas. Esses testes foram repetidos quatro vezes. As tendas térmicas foram posteriormente utilizadas para validar os resultados do teste do aquecedor de cerâmica.

Enquanto isso, uma equipe liderada por Doherty descobriu que mais de 1.000 genes foram expressos na hora “errada”, quando as temperaturas noturnas eram mais altas. Especificamente, as noites mais quentes resultaram em centenas de genes, incluindo muitos associados à fotossíntese, ativados no final do dia. Enquanto isso, centenas de outros genes disparavam muito mais cedo do que o normal, interrompendo o tempo necessário para um desempenho ideal.

“Não está claro o que todos esses genes fazem, mas está claro que essas mudanças de tempo conflitantes não são boas para a planta”, diz Doherty.

Os pesquisadores descobriram que muitos dos genes afetados são regulados por 24 outros genes, chamados de fatores de transcrição. Destes 24, quatro dos fatores de transcrição foram considerados os mais promissores para estudos futuros.

“Precisamos fazer um trabalho adicional para descobrir exatamente o que está acontecendo aqui para que possamos começar a cultivar arroz que seja resistente às noites mais quentes”, diz Doherty. “O arroz é uma cultura alimentar importante. E outras culturas básicas também são afetadas pelas noites mais quentes, incluindo o trigo. Esta não é apenas uma questão científica interessante, é um problema de segurança alimentar global.”

O trabalho foi realizado com o apoio do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos sob a concessão 2015-67013-22814 do Instituto Nacional de Alimentos e Agricultura (NIFA) e o projeto NIFA 1002035.

Fonte da história:

Materiais fornecido por Universidade Estadual da Carolina do Norte. Original escrito por Matt Shipman. Nota: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.

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