Pesquisa sobre o aumento da fotossíntese em plantas pode melhorar a produtividade

Pesquisa sobre o aumento da fotossíntese em plantas pode melhorar a produtividade
Imagem: Pixabay

Uma equipe de projeto da Universidade de Illinois, nos EUA, está conduzindo pesquisas. Seu foco é a adaptação genética de plantas para aumentar a produtividade. Isso envolve melhorar a capacidade de fotossíntese. Essa informação foi reportada pela BBC.

De acordo com o Prof. Steve Long, pesquisador principal e diretor do projeto Realizing Increased Photosynthetic Efficiency (Ripe), há décadas que há poucas melhorias na fotossíntese das variedades atuais de culturas, como soja e trigo.

“Precisamos ser capazes de aumentar a produtividade sem aumentar a demanda, especialmente em termos de água”, disse o professor Long.

A eficiência da fotossíntese nas plantas cultivadas estava abaixo do potencial teórico. Isso se deve à complexidade do processo, com mais de 100 etapas e milhões de permutações genéticas. A BBC relatou isso.

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Usando computadores potentes, o Prof. Long e sua equipe criaram um gêmeo digital do processo de fotossíntese, que poderia ajustar o processo de milhões de maneiras, segundo o relatório.

A partir desses milhões de opções, o software pôde identificar aquelas que proporcionariam as maiores melhorias.

“Em seguida, nós as projetamos nas culturas e, se isso resultar em uma melhoria na estufa, nós a levamos para nossa fazenda experimental e a testamos em um ambiente do mundo real”, disse o Prof.

A pesquisa já produziu resultados promissores, segundo o relatório.

Mudanças no mecanismo de fotossíntese em plantas de soja resultaram em melhorias de rendimento de mais de 20% em ambientes controlados, com testes de campo agora em andamento.

Um dos focos do trabalho envolveu o ajuste da maneira como as plantas respondiam às mudanças nos níveis de luz. A equipe estava trabalhando com três genes que codificavam as proteínas do ciclo da xantofila, segundo o relatório. Isso ocorreu quando as folhas passaram da luz para a sombra, evitando que a planta absorvesse mais luz do que poderia usar.

Esse processo pode levar vários minutos, mas as alterações nos genes de Ripe permitiram que as plantas se ajustassem mais rapidamente às mudanças nos níveis de luz.

O trabalho de pesquisa também estava sendo realizado por outras equipes em todo o mundo. Por exemplo, a Wild Bioscience é uma spinout da Universidade de Oxford. Ela estava trabalhando para melhorar a proporção de cada folha capaz de fotossintetizar. Isso envolvia aumentar a expressão de um gene encontrado em plantas selvagens, conforme indicado no relatório.O processo envolveu uma sofisticada biologia computacional.

“O que estamos fazendo é tentar fazer a engenharia reversa dos aprimoramentos naturais da fotossíntese que existem na natureza, para que possamos copiá-los nas plantações”, disse o cofundador Ross Hendron.

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Muitas vezes, esse gene já estava presente na planta e podia ser ativado em diferentes áreas.

“Podemos olhar para o trigo e descobrir que o gene já está no genoma do trigo, só que está no lugar errado”, disse Hendron. “Quando queremos melhorar esse processo específico nessa parte da planta, o que precisamos fazer é acionar um interruptor e ativar esse gene nesse local.”

A empresa está trabalhando com trigo, soja e milho, e conseguiu aumentos de mais de 20% na biomassa das sementes, com testes de campo atualmente em avaliação, de acordo com o relatório.

Se tudo correr conforme o planejado, Hendron disse que as plantas cultivadas poderiam estar disponíveis comercialmente por volta de 2030 ou 2031.

No entanto, alguns cientistas foram cautelosos quanto ao que poderia ser alcançado em termos de culturas no campo, segundo o relatório.

De acordo com Matthew Paul, principal cientista de pesquisa da instituição de pesquisa agrícola Rothamsted Research, o aumento da capacidade fotossintética das folhas poderia simplesmente resultar em folhas menores, e altas taxas de fotossíntese poderiam significar mais perda de água, o que significa que as plantas precisariam de mais irrigação.

“Para que um impacto generalizado ocorra, variedades cultivadas em diferentes regiões precisam reproduzir qualquer abordagem de edição de genes ou transgênicos”. As sutilezas do controle da expressão e a interação com o histórico genético de cada variedade tornarão isso complicado”, disse ele.

Hendron, no entanto, afirmou que ele poderia usar diferentes técnicas em combinação para aumentar a produtividade.

Fonte: Oils & Fats International

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