O que determina a sobrevivência ou morte das plantas ao calor?

Um dos principais efeitos das alterações climáticas é o aumento da temperatura em diferentes áreas do planeta. As plantas são muito suscetíveis a estas referidas alterações, pois o calor afeta o seu crescimento e reprodução, causando graves perdas a nível mundial na produção das colheitas. Este facto é especialmente relevante em países como Portugal, já que as altas temperaturas, juntamente com a seca, são os principais limitantes da sua produção agrícola.

Compreender os mecanismos moleculares que permitem às plantas adaptar-se para tolerar temperaturas severas é um dos principais objetivos de um grupo de investigação do Centro de Biotecnologia e Genómica de Plantas (CBGP), entidade formada pela Universidade Politécnica de Madrid (UPM) e o Instituto Nacional de Investigações e Tecnologia Agrária e Alimentar espanhol (INIA). Estes investigadores conseguiram identificar quais proteínas se associam especificamente com a morte ou a sobrevivência das plantas ao calor. As conclusões deste trabalho estão reunidas no estudo “Dissecting the proteome dynamics of theearly heat stress response leading to plant survival or death in Arabidopsis”, publicado recentemente na revista Plant, Cell & Environment (PCE).

“A resposta das plantas a altas temperaturas é muito complexa e está condicionada a diversos fatores como a intensidade e a duração do calor, a velocidade do aumento da temperatura e o estado de desenvolvimento das plantas, entre outros”, explica Mar Castellano, que lidera esta investigação. Em muitas espécies, a exposição a uma temperatura superior à ótima, mas moderada, induz a planta a uma resposta adaptativa chamada aclimatação.

Esta resposta gera uma reprogramação molecular profunda que permite à planta suportar temperaturas que, noutra situação, seriam letais. Se expostas diretamente a temperaturas severas, as plantas estabelecem também uma resposta mas, neste caso, essa reprogramação não é suficientemente efetiva para permitir a sobrevivência. Ainda que nos últimos anos se tenham identificado um grande número de proteínas involucradas na resposta de plantas a altas temperaturas, desconhecia-se até que ponto a resposta ao calor que permite a sua sobrevivência se mistura com aquela que deriva na sua morte e que proteínas regulam de forma específica estes dois processos.

Para responder a estas perguntas, os investigadores do CBGP levaram a cabo um estudo proteómico que identificou que proteínas se acumulam, e em que grau, nos primeiros estádios da resposta de plantas do género Arabidopsis a um tratamento severo de calor. Concluiu-se que este exposição provoca, em alguns casos, a morte da planta, porém, sua sobrevivência ocorreu nos casos em que as plantas foram previamente aclimatadas.

O estudo permitiu conhecer as proteínas comuns e específicas aos processos de morte e adaptação das plantas a altas temperaturas. A sua identificação abre portas a futuros estudos biotecnológicos que permitam, através do controlo eficiente da acumulação destas proteínas, gerar plantas de interesse agronómico cuja produção não esteja tão limitada pelas possíveis ondas de calor que cada vez mais frequentemente afetam os cultivos.

O estudo realizou-se no âmbito do projeto PlantcIRESBiotech, financiado pelo Conselho Europeu de Investigação (ERC. Este projeto europeu tem como principal objetivo gerar ferramentas biotecnológicas que permitam às plantas melhorar a sua adaptação a condições meteorológicas adversas.

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