Traduzido de Science Daily
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Uma equipe internacional de pesquisadores identificou um novo mecanismo nas plantas de cevada que pode ajudar os produtores a alcançar altos rendimentos com o aumento da temperatura.
Como a produção de grãos é muito sensível às mudanças nas condições ambientais, sabe-se que o aumento da temperatura reduz a quantidade de sementes que podem ser produzidas em cada planta. Uma solução é aumentar o número de flores ou ramos em cada ‘espiga’, que é a estrutura reprodutiva da qual o grão é colhido.
Em um estudo publicado em Plantas naturais, uma investigação liderada pelo professor Dabing Zhang do Waite Research Institute da University of Adelaide e do Joint Laboratory of Plant Sciences and Breeding da Shanghai Jiao Tong University, explorou a possibilidade de aumentar a produção de sementes por meio de mecanismos reprodutivos em plantas que respondem a temperaturas altas.
“As safras de cereais como trigo e cevada valem mais de US $ 12 bilhões para a economia australiana”, disse o autor principal, Dr. Gang Li, do Waite Research Institute da Universidade de Adelaide.
“Genes que controlam a quantidade de grãos produzidos por planta em temperaturas mais altas são alvos realmente atraentes para criadores e pesquisadores, especialmente em face das mudanças nas condições ambientais.
“Há muito que se levantou a hipótese de que as pistas ambientais, como a temperatura, são responsáveis pela diversidade das estruturas biológicas entre os cereais. No entanto, os mecanismos por trás das mudanças estruturais são amplamente desconhecidos, razão pela qual este estudo é importante”.
No estudo, a equipe do professor Zhang encontrou um novo mecanismo pelo qual uma proteína da cevada, conhecida como HvMADS1, regula o número de flores geradas em cada espiga, em resposta a altas temperaturas. Os pesquisadores conseguiram mostrar que o HvMADS1 é fundamental para manter um pico de cevada não ramificada em altas temperaturas ambientes.
Usando uma técnica de edição de genoma altamente eficiente, os pesquisadores foram capazes de gerar novas plantas sem a função HvMADS1, transformando efetivamente uma espiga de cevada não ramificada em uma estrutura ramificada, com mais flores em altas temperaturas ambientes.
“Isso pode resultar na produção de mais grãos por planta”, disse Li.
O professor associado co-autor Matthew Tucker, vice-diretor do Waite Research Institute, disse: “Este estudo revela um novo papel para esta família de proteínas na resposta à mudança de calor e na direção da composição da flor em um caule”.
“Com aumentos de temperatura de curto a médio previstos globalmente, os cientistas e melhoristas de plantas têm um grande desafio pela frente para gerar os rendimentos de safra necessários para alimentar as populações em crescimento em temperaturas mais altas.
“Ao ter uma melhor compreensão dos genes que suportam as características desejáveis das plantas em resposta à temperatura, os cientistas podem fornecer informações sobre o cultivo de plantas inteligentes para o clima para manter a produtividade.”
Os pesquisadores afirmam que este trabalho fornece novos caminhos para a melhoria potencial da safra para superar o trade-off tradicional entre tolerância ao calor e alto rendimento.
“Esta pesquisa colaborativa demonstra a importância das parcerias internacionais para alcançar avanços científicos fundamentais e o valor das estratégias de edição de genes em plantações, que são rotineiramente usadas no Waite Research Institute da Universidade de Adelaide”, disse o professor associado Tucker.
Fonte da história:
Materiais fornecido por Adelaide University. Original escrito por Kelly Brown. Nota: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.
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