IRNASA pesquisa recuperação da fotossíntese em plantas após seca

José Pichel Andrés/DICYT O Instituto de Recursos Naturais e Agrobiologia de Salamanca (IRNASA) estuda plantas tolerantes à dissecação para averiguar quais mecanismos intervém para que, depois de uma seca que murcha suas folhas, consigam reviver e fazer a fotossíntese novamente. Averiguar as chaves deste processo pode ser muito importante para conseguir fazer com que as plantas com interesse para agricultura resistam a períodos de seca, de acordo com os cientistas deste centro do Conselho Superior de Investigações Científicas (CSIC).

Rafael Martínez-Carrasco, pesquisador do IRNASA e responsável por esta linha de pesquisa, explica que existe um grupo de cerca de 350 espécies de plantas em todo o mundo que toleram a dessecação. Apesar da seca ou “estresse hídrico” as afetarem a princípio, como a qualquer outro vegetal, até que murchem completamente, “têm a propriedade de que suas folhas voltam a ficar verdes com a água, o que não acontece com a maioria das plantas”, comenta em declarações a DiCYT. Desse modo, recuperam a capacidade de fazer a fotossíntese, processo pelo qual convertem matéria inorgânica em orgânica graças à luz.

“Pesquisamos como estas plantas são capazes de restabelecer a capacidade de assimilar CO2 e de realizar tarefas fotoquímicas de captura de luz e transporte de elétrons típicas das plantas”, afirma o cientista. Quando secam, destrói-se a clorofila (pigmento responsável pela cor verde das plantas que participa da fotossíntese) e se desfaz o aparato fotosintético, mas “é preciso reconstruir tudo isso depois”.

A grande descoberta é que a enzima RuBisCO (nome abreviado de ribulosa-1,5-bifosfato carboxilasa oxigenasa) é a que determina esta reativação. “Esta proteína tem uma função vital para as plantas e, portanto, para a vida de todo o planeta, mas nas plantas tolerantes à dessecação encontra-se em situação especial”, comenta Rafael Martínez-Carrasco. “Ao invés de ser uma enzima livre no cloroplasto, agrupa-se em grandes agregados que provavelmente lhe conferem uma proteção frente ao estresse na dessecação, de modo que, enquanto a clorofila é destruída, esta proteína conserva-se quase totalmente íntegra”, afirma.

Estes agregados da enzima RuBisCO, por suas condiçoes adequadas após a seca, recuperam lentamente sua atividade em um período de quatro dias. Para os cientistas de Salamanca “é intrigante” como recupera suas características porque “nenhum dos mecanismos normais de regulação da atividade desta enzima é responsável por esta reativação”. Parece que a resposta está no processo realizado na própria proteína, a redução de pontes dissulfetos. Em todos casos, a estratégia de tolerância à dessecação destas plantas inclui conservar a RuBisCO sem ter que voltar a sintetizá-la quando tem contato novamente com a água.

Aplicação aos cultivos agrícolas

O mais importante desta linha de pesquisa é que “estas plantas podem ser a ‘escola’ para entender como melhorar a adaptação à seca das plantas de cultivo”, afirma o pesquisador. O objetivo é conhecer quais fatores e propriedades devem ser transferidos às plantas com interesse para agricultura para que sejam “mais competitivas no momento de crescer em um clima com menos água”.

Uma complexa estrutura de genes, proteínas e metabólitos intervém nessa maior ou menor tolerância ao estresse hídrico. A pesquisa neste campo é muito ativa para tentar entender a seqüência no tempo de cada um destes fatores. É necessário saber quais deles são parte das causas e quais são parte das conseqüências.

Uma chave desta linha de pesquisa será “conseguir fazer com que estes fatores, passados às plantas normais, sejam benéficos em situações de estresse, mas que não as prejudiquem quando exista água”. Por exemplo, o ácido abscísico (ABA) é favorável em casos de estresse hídrico, mas quando abunda em uma planta que está bem provida de água, seu efeito é o de atrasar a abertura dos estômatos e, portanto, a fotossíntese. Do contrário, “existem estratégias que promovem a presença de certas substâncias que somente são ativadas quando ocorre a seca, mas não quando esta deixa de acontecer”, comenta o especialista.

As proteínas envolvidas estão nas plantas, mas o importante é em que quantidade e quando atuam. As plantas tolerantes à dessecação são capazes de organizar essas proteínas para que estejam presentes no momento oportuno, e controlar este processo em benefício da agricultura é o objetivo dos cientistas, que trabalham tentando descobrir estes mecanismos de adaptação que poderiam ser copiados nas plantas de interesse, conforme explicou no dia 15 de fevereiro Rafael Martínez-Carrasco, em um seminário de pesquisa organizado pelo IRNASA.