BioNOW! #73 – Projeção de um microbioma vegetal para proteger as plantas
BioNOW! #73 - Projeção de um microbioma vegetal para proteger as plantas
Será o fim dos pesticidas?
Um dia, um grão de arroz doente foi parar ao teu intestino e não percebeste de onde vinha o mal estar que sentiste no dia seguinte. Maldito arroz que te fez adoecer! “Somos o que comemos”, disse Hipócrates, um dia. Se o alimento está “doente” e não sabias, será que havia mesmo forma de escapar?
Tal como nós, as plantas hospedam uma enorme variedade de microrganismos que vivem nas suas raízes, caules e folhas. Um conjunto de cientistas da Universidade de Southampton, visou projetar um microbioma vegetal para proteger as plantações contra doenças e, consequentemente, reduzir o uso de pesticidas ambientalmente destrutivos, assim como melhorar o bem estar humano.
Tudo começou com a avaliação aprofundada e em larga escala do microbioma da filosfera do arroz, com o objetivo de identificar as ligações específicas entre o hospedeiro e o microrganismo.
Fig 1 – Exemplo ilustrativo da composição de uma planta.
Após vários estudos genéticos, o grupo conseguiu descobrir um gene específico, que está não só envolvido no microbioma da filosfera da planta do arroz, como também tem implicações na saúde destas plantas. Esse gene é denominado de OsPALO2 e encontra-se no cluster de biossíntese de lignina, um polímero que pode estar presente nas paredes celulares das células vegetais.
Primeiramente, desativaram o gene e verificaram uma diminuição na população de bactérias Pseudomonadales, neste caso, benéficas ao crescimento da planta do arroz. Este dado vem confirmar a importância do OsPALO2 na composição saudável da filosfera da planta do arroz . Em seguida, fez-se exatamente o oposto: ao invés de remover esse gene, a equipa aumentou a expressão do mesmo. O resultado desta superexpressão genética levou ao aumento da proporção de bactérias benéficas no microbioma vegetal.
Legenda:
WT- Planta selvagem
KO- Planta sem expressão do gene
OE- Planta com superexpressão do gene
Fig 2 – Comparação fenotípica das plantas, sob diferentes expressões genéticas.
Outros estudos levaram à descoberta da patogenicidade de Xanthomonas oryzae, causadora da doença bacteriana nas culturas de arroz. Quando expostas a esta população bacteriana, as plantas geneticamente modificadas mostraram ser substancialmente mais resistentes, quando comparadas com as plantas de arroz ditas “selvagens”.
Fig 3 – Comparação fenotípica entre as plantas com superexpressão e selvagens, quando expostas à bactéria patogénica.
E assim se projetou o microbioma de plantas pela primeira vez! Agora, estão abertas as portas da proteção das plantas, através do seu microbioma, evitando-se a utilização de pesticidas poluentes e reforçando-se a segurança alimentar e ambiental.
Fontes:
- University of Southampton. “Scientists engineer plant microbiome to protect crops against disease.” ScienceDaily. ScienceDaily, 4 January 2024. <www.sciencedaily.com/releases/2024/01/240104122013.htm>.
- Su, P., Kang, H., Peng, Q. et al. Microbiome homeostasis on rice leaves is regulated by a precursor molecule of lignin biosynthesis. Nat Commun 15, 23 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-023-44335-3
- https://www.nature.com/articles/s41467-023-44335-3
- https://www.sciencedaily.com/releases/2024/01/240104122013.htm
