Os pesquisadores descobriram como as raízes das plantas adaptam sua forma para maximizar a absorção de água, interrompendo a ramificação quando perdem o contato com a água e retomando apenas quando se reconectam à umidade, garantindo que possam sobreviver mesmo nas condições mais secas.

Cientistas de plantas da Universidade de Nottingham descobriram um novo mecanismo de detecção de água que eles chamaram de "Hydro-Signaling", que mostra como o movimento hormonal está ligado aos fluxos de água. As descobertas foram publicadas hoje na revista Science.

A água é a molécula que limita a taxa de vida na Terra. O impacto devastador das mudanças climáticas está aumentando os efeitos do estresse hídrico na agricultura global. A mudança climática está fazendo com que os padrões de chuva se tornem mais erráticos, afetando especialmente as plantações de sequeiro.

As raízes desempenham um papel crítico para reduzir o impacto do estresse hídrico nas plantas, adaptando sua forma (como ramificação ou crescimento mais profundo) para garantir mais água. Descobrir como as raízes das plantas percebem e se adaptam ao estresse hídrico é de vital importância para ajudar as culturas "à prova de futuro" a aumentar sua resiliência climática.

Usando imagens de micro-CT de raios-X, os pesquisadores foram capazes de revelar que as raízes alteram sua forma em resposta à disponibilidade de umidade externa, vinculando o movimento da água aos sinais de hormônios vegetais que controlam a ramificação das raízes.

Vídeo mostrando que raízes de tomate (tipo silvestre) não produzem galhos no ar ou sem água. No entanto, o mutante notabilis que é deficiente no hormônio ABA pode se ramificar nos espaços aéreos do solo. Crédito: Brian Atkinson, Universidade de Nottingham

O estudo fornece informações críticas sobre os principais genes e processos que controlam a ramificação da raiz em resposta à disponibilidade limitada de água, ajudando os cientistas a projetar novas abordagens para manipular a arquitetura da raiz para melhorar a captação de água e o rendimento nas culturas.

O Dr. Poonam Mehra, pós-doutorando, da Escola de Biociências é um dos principais autores e explica: "Quando as raízes estão em contato com a umidade, um sinal hormonal chave (auxina) se move para dentro com a água, desencadeando novos ramos radiculares . No entanto, quando as raízes perdem o contato com a umidade, elas contam com fontes internas de água que mobilizam outro sinal hormonal (ABA) para fora, que atua para bloquear o movimento interno do sinal de ramificação. Esse mecanismo simples, mas elegante, permite que as raízes das plantas ajustem sua forma para condições locais e otimizar o forrageamento."

O professor Malcolm Bennett, co-líder da pesquisa, acrescenta: "Nossa pesquisa de plantas é de vital importância para entender como podemos preparar as colheitas para o futuro e encontrar maneiras de garantir colheitas bem-sucedidas, mesmo nos climas mais desafiadores. Já estamos experimentando um clima mais quente e projetando plantas que ainda podem acessar a água nessas condições é vital e esta pesquisa é um passo muito importante para entender como fazer isso."

Ele continuou: "Essas novas descobertas só foram possíveis por causa das ferramentas de ponta e abordagens colaborativas dos autores, que envolveram uma equipe internacional de cientistas baseados no Reino Unido, Bélgica, Suécia, Estados Unidos e Israel."