Uma equipe da Universidade de Illinois projetou batata para ser mais resiliente ao aquecimento global, mostrando aumentos de 30% na massa do tubérculo sob condições de onda de calor. Essa adaptação pode fornecer maior segurança alimentar para famílias dependentes de batatas, pois essas são frequentemente as mesmas áreas onde a mudança climática já afetou várias temporadas de cultivo.
“Precisamos produzir culturas que possam suportar eventos de ondas de calor mais frequentes e intensos se quisermos atender às necessidades alimentares da população em regiões com maior risco de redução de rendimentos devido ao aquecimento global”, disse Katherine Meacham-Hensold, gerente de projetos científicos da Obtendo Maior Eficiência Fotossintética (RIPE) em Illinois. “O aumento de 30% na massa do tubérculo observado em nossos testes de campo mostra a promessa de melhorar a fotossíntese para permitir colheitas prontas para o clima.”

Meacham-Hensold liderou este trabalho para o RIPE, um projeto de pesquisa internacional que visa aumentar o acesso global a alimentos por meio do desenvolvimento de culturas alimentares que transformam a energia solar em alimentos de forma mais eficiente. O RIPE foi apoiado de 2017 a 2023 pela Bill & Melinda Gates Foundation, Foundation for Food & Agriculture Research e UK Foreign, Commonwealth & Development Office e atualmente é apoiado pela Bill & Melinda Gates Agricultural Innovations (Gates Ag One).
A fotorrespiração é um processo fotossintético que demonstrou reduzir a absorção de carbono e, portanto, o rendimento das culturas de soja, arroz e vegetais em até 40%. A fotorrespiração ocorre quando a Rubisco reage com uma molécula de oxigênio em vez de CO2, o que ocorre em torno de 25% do tempo e ainda mais frequentemente em temperaturas altas. As plantas então precisam usar uma grande quantidade de energia para metabolizar o subproduto tóxico causado pela fotorrespiração (glicolato). Energia que poderia ter sido usada para um crescimento maior.
Membros anteriores da equipe do RIPE demonstraram que, ao adicionar dois novos genes, a glicolato desidrogenase e a malato sintase, às vias de uma planta modelo, eles poderiam melhorar a eficiência fotossintética. A nova genética metabolizou a toxina (glicolato) no cloroplasto, o compartimento da folha responsável pela fotossíntese, em vez de precisar movê-la através de outras regiões da célula.
Essas economias de energia impulsionaram ganhos de crescimento em uma cultura modelo, que a equipe atual esperava que se traduzisse em aumento de massa em sua cultura alimentar. Eles não só viram uma diferença, os benefícios, publicado recentemente em Change Biology global, foram triplicadas em condições de ondas de calor, que estão se tornando mais frequentes e intensas à medida que o aquecimento global avança.
Em vez de murchar com o calor, as batatas modificadas produziram 30% mais tubérculos do que as batatas do grupo de controle, aproveitando ao máximo sua maior tolerância térmica à eficiência fotossintética.

“Outra característica importante deste estudo foi a demonstração de que nossa engenharia genética de fotossíntese que produziu esses aumentos de rendimento não teve impacto na qualidade nutricional da batata”, disse Don Ort, Professor Robert Emerson de Biologia Vegetal e Ciências de Cultivos e Diretor Adjunto do projeto RIPE. “A segurança alimentar não é apenas sobre a quantidade de calorias que podem ser produzidas, mas também devemos considerar a qualidade do alimento.”
Testes de campo em vários locais são necessários para confirmar as descobertas da equipe em ambientes variados, mas resultados encorajadores em batatas podem significar que resultados semelhantes podem ser alcançados em outras culturas de tubérculos de raiz, como a mandioca, um alimento básico em países da África Subsaariana que devem ser fortemente impactados pelo aumento das temperaturas globais.
LEIA O ARTIGO:
Meacham-Hensold, K., Cavanagh, AP, Sorensen, P., South, PF, Fowler, J., Boyd, R., Jeong, J., Burgess, S., Stutz, S., Dilger, RN, Lee, M., Ferrari, N., Larkin, J. e Ort, DR (2024), O atalho da fotorrespiração protege a fotossíntese da batata e a produção de tubérculos contra o estresse das ondas de calor. Global Change Biology, 30: e17595. https://doi.org/10.1111/gcb.17595
Um artigo de comentário fácil de ler que contextualiza esta pesquisa está disponível aqui: https://doi.org/10.1111/gcb.17609
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