Semeando uma nova ‘revolução verde’ – Pesquisadores descobrem novo gene para as culturas de cereais

Os investigadores da Universidade de Oxford e da Academia Chinesa de Ciências descobriram um novo gene que melhora a eficiência de produção e a utilização de fertilizantes de colheitas de cereais tais como trigo e arroz.

O século 20 ‘Revolução Verde’ em todo o mundo, que viu um enorme aumento ano-a-ano em rendimentos de grãos de cereais mundial, foi impulsionado pelo desenvolvimento pelos melhoristas de plantas na década de 1960 de novas variedades anãs de alto rendimento conhecido como variedades da Revolução Verde (GRVs).

Estes GRVs anões permanecem predominantes em todo o mundo em culturas de trigo e arroz de hoje. Porque eles são anão, com hastes curtas, GRVs dedicar relativamente mais recursos do que plantas altas para o cultivo de grãos em vez de tronco, e são menos susceptíveis de se obter as perdas de danos do vento e chuva. Contudo, crescimento de GRVs exige que os agricultores utilizar grandes quantidades de fertilizantes azotados nos seus campos. Estes fertilizantes são caros para os agricultores e causar grandes danos ao ambiente natural. Desenvolvimento de novos GRVs combinando alto rendimento com a exigência de fertilizantes reduzida é, assim, uma meta agricultura sustentável global urgente.

Um novo estudo publicado na revista Natureza, liderada pelo professor Xiangdong Fu da Academia Chinesa de Instituto de Genética e Biologia do Desenvolvimento Sciences’, e Professor Nicholas Harberd do Departamento de Ciências Vegetais da Universidade de Oxford, parte-financiado pela Iniciativa Arroz BBSRC-Newton, tem, pela primeira vez descobriram um gene que pode ajudar a alcançar esse objetivo.

comparando 36 diferentes variedades de arroz empequenecidas, o estudo identificou uma variante gene natural novela que aumenta a velocidade à qual as plantas incorporar azoto do solo. A variante do gene descoberto aumenta a quantidade em culas de plantas de uma proteína chamada GRF4. GRF4 é um ‘factor de transcrição de genes’ que estimula a actividade de outros genes - genes que se promover a absorção de azoto e assimilação.

Professor Harberd disse: ‘Descobrir um regulador principal de tal incorporação de azoto planta foi excitante em si mesma. Mas estávamos ainda mais animado para depois descobrir que GRF4 tem um papel ainda mais amplo. As plantas crescem pela incorporação metabólica coordenada da matéria do ambiente. Descobrimos que GRF4 coordenadas incorporação planta de azoto a partir do solo, com a incorporação de carbono da atmosfera. Embora tais coordenadores gerais do metabolismo da planta têm sido conhecida a existir, a sua identidade molecular tinha anteriormente permaneceu desconhecida, e nossa descoberta é, portanto, um grande avanço em nossa compreensão de como as plantas crescem.’

Em GRVs anão a actividade metabólica de coordenação de promoção de GRF4 é inibida por uma proteína repressora de crescimento chamado DELLA. Esta inibição reduz a capacidade de GRVs para incorporar azoto do solo, e é a razão por que os agricultores têm de usar altos níveis de fertilizante para obter rendimentos elevados GRV.

Professor Harberd disse: ‘Nós fundamentado que inclinar a balança GRF4-DELLA em favor de GRF4 pode reduzir a necessidade de níveis elevados de fertilizantes no cultivo GRV. Para nossa satisfação, verificou-se que o aumento dos níveis GRF4 causou um aumento nos rendimentos de grãos de ambos os GRVs arroz e trigo, especialmente em níveis baixos de entrada fertilizante.’

Os pesquisadores dizem GRF4 deve agora se tornar um alvo importante para os criadores de plantas no aumento do rendimento das culturas e fertilizantes eficiência do uso, com o objectivo de alcançar o rendimento global de grãos aumenta necessário para alimentar uma população mundial crescendo a redução do custo ambiental.

Professor Harberd acrescentou: ‘Este estudo é um excelente exemplo de como a prossecução dos objectivos fundamentais da ciência de plantas pode levar rapidamente para possíveis soluções para os desafios globais. Ele descobre como as plantas coordenar o seu crescimento e metabolismo, em seguida, mostra como essa descoberta pode permitir estratégias de melhoramento para a segurança alimentar sustentável e futuras novas revoluções verdes.

Fonte:

http://www.ox.ac.uk/