Utilizar tudo o que o solo tem para dar

O fósforo  essencial para as plantas. É um constituinte elementar de muitas moléculas vitais (como o ADN) e desempenha um papel central em múltiplas reacções de transferência de energia. O acesso reduzido a fósforo é um factor de stress ambiental para as plantas, podendo levar a perdas significativas de culturas agrícolas. Porém, as plantas são incapazes de fabricar o seu próprio fósforo; obtêm-no sob a forma de fosfato inorgânico (Pi), na interface entre a raiz e o solo. Uma forma de maximizar a quantidade de fósforo na planta é, por conseguinte, aumentar a captura de Pi pela raiz.

A equipa liderada por Paula Duque, no Instituto Gulbenkian de Ciência, identificou um novo transportador de Pi nas células da raiz da pequena planta Arabidopsis thaliana, da família da mostarda. Os investigadores mostraram que o transportador atua quando o Pi é pouco abundante no solo. Os seus resultados, publicados agora na revista New Phytologist, abrem caminho a novas formas de manipular sistemas de transporte de fósforo em plantas, de modo a combater situações de stress ambiental e, potencialmente, aumentar a produção de certas culturas.

Este trabalho foi realizado em colaboração com o Instituto de Biotecnologia e Bioengenharia no Instituto Superior Técnico (Lisboa). Foi financiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (Portugal).

Ana Godinho

IGC

(Ciência na Imprensa Regional – Ciência Viva)

Referência da Fonte

(*) E. Remy, T.R. Cabrito, R.A. Batista, M.C. Teixeira, I. Sá-Correia, P. Duque (2012) The Pht1;9 and Pht1;8 transporters mediate inorganic phosphate acquisition by the Arabidopsis thaliana root during phosphorus starvation. New Phytologist. 195(2) (July 2012)

Informação complementar:

O primeiro passo no estudo foi mostrar que o transportador agora identificado se localiza nas membranas das células da raiz – uma localização consistente com uma função na absorção de fosfato do solo. Seguiram-se várias outras experiências, através das quais a equipa dissecou onde e em que condições o transportador atua. Isolaram primeiro dois mutantes de Arabidopsis thaliana incapazes de produzir o transportador e verificaram que ambos crescem igualmente bem em presença de níveis normais de Pi. Contudo, a situação altera-se quando o Pi escasseia: as plantas jovens mutantes são mais pequenas, as suas raízes primárias são também mais pequenas, enquanto que as raízes secundárias se desenvolvem excessivamente – efeitos bem conhecidos em situações de privação de fósforo.

Estelle Remy, investigadora doutorada na equipa, descreve as experiências, “Conseguimos reverter totalmente os efeitos ao introduzir o gene funcional do transportador de volta na planta mutante, o que indica que é, de facto, a falta do transportador que a torna mais sensível a baixos níveis de Pi. Fizemos também a experiência contrária: forçámos plantas a produzir mais transportador do que em condições normais, e verificámos que se tornam mais tolerantes a baixos níveis de Pi, reforçando que o transportador atua nestas condições”.

Paula Duque acrescenta, “Em colaboração com o grupo de Isabel Sá-Correia no Instituto Superior Técnico, recorremos a células de levedura, manipuladas para produzir o transportador vegetal, para provar que o transportador se associa avidamente a Pi. Estamos assim confiantes de que conseguimos provar, de forma inequívoca, que o transportador Pht1;9 medeia a captura de fosfato pela planta Arabidopsis, quando este escasseia. A sua acção na planta faz todo o sentido: sabemos que as plantas reagem à privação de fósforo ligando e/ou desligando genes que levam, por fim, ao estabelecimento de uma distribuição equilibrada de fósforo na planta. Um desses processos envolve a produção de transportadores de membrana. Ao mostrar que Pht1;9 é um destes transportadores, identificamos mais um possível alvo para a manipulação de culturas que possam estar ameaçadas por insuficiência de fósforo”.