O ditado “Arroz é Vida” refere-se à sua importância e ao fato de o arroz alimentar metade do mundo. O terceiro estresse ambiental mais restritivo para o arroz é a submersão (por exemplo, toda a planta debaixo d'água). Alguns genótipos de arroz limitam estrategicamente o alongamento do caule e entram na síndrome de quiescência de baixo oxigênio para manter seus suprimentos de energia durante a submersão e a recuperação pós-submersão.
Um grupo de sete cientistas liderados pelos Drs Chakraborty e Akankhya Guru ICAR- Instituto Nacional de Pesquisa do Arroz (Índia) e Indira Gandhi Agricultural University (Índia), estudou a importância do background genético, filme de gás foliar e hidrofobicidade de 12 genótipos de arroz enquanto os submergiaOs pesquisadores descobriram que os genótipos de arroz com genes SUB1 apresentam película gasosa foliar mais espessa e maior quantidade de cera epicuticular em comparação com os genótipos sem SUB1, o que permite a diferenciação de variedades tolerantes à submersão.
As folhas de arroz são revestidas por uma forma de cera hidrofóbica que cria uma película de gás na folha. Este filme ajuda na respiração e na fotossíntese debaixo d'água. As plantas de arroz têm o filme de gás foliar mais espesso em ambos os lados das folhas entre todas as culturas de cereais. O gene chave para submergir tolerância é SUB1A-1 dentro da região SUB1 QTL. O gene suprime a ação do hormônio vegetal etileno, que restringe o alongamento do caule.
Os pesquisadores cultivaram 12 genótipos de arroz em 2017 e 2018 no ICAR. No total, 240 vasos contendo três plantas com 25 dias de idade foram submersos em 100 cm de água. A película de gás foliar foi removida de metade dos vasos escovando as folhas com bolas de algodão embebidas em surfactante TritonX-100. Após 14 dias de submersão, mediu-se a espessura do filme de gás foliar, a porosidade do tecido e a densidade foliar. A taxa de depleção do filme de gás foliar foi medida em sete dias consecutivos de cada genótipo separadamente, juntamente com a hidrofobicidade da folha e o teor de cera epicuticular. Os pesquisadores também registraram a sobrevivência das plantas, a capacidade de alongamento, o teor de etileno e clorofila total. Genotipagem e expressão gênica do Filme de gás de folha1 (LGF1) O gene associado à biossíntese epicuticular também foi usado para diferenciar genótipos tolerantes e suscetíveis à submersão.
Todos os 12 genótipos tinham a região SUB1 QTL, mas seis deles tinham o gene SUB1. A espessura do filme de gás foliar foi significativamente maior nos genótipos SUB1, mas a porosidade foliar e a densidade foliar não mostraram padrões claros entre os genótipos. No quinto dia de submersão, o filme de gás foliar desapareceu nos genótipos não-SUB1, enquanto os genótipos SUB1 retiveram o filme por mais tempo. O teor de cera epicuticular e a expressão de seu gene responsável também foram fundamentais para diferenciar genótipos tolerantes à submersão. A remoção do filme de gás foliar reduziu a sobrevivência das plantas e alterou significativamente os níveis de produção de etileno nesses genótipos.
“A indução mais rápida de genes induzidos pela submersão e o aumento do acúmulo de etileno após a remoção do LGF sugerem que a presença do LGF não apenas atua como uma barreira física para a percepção do estresse, mas também serve como um meio para a ventilação do etileno durante o período de submersão”, Chakraborty, Guru e colegas escreveu. “Assim, a remoção dele resulta na perda parcial da conhecida função de quiescência do SUB1 e na capacidade geral de tolerância à submersão no arroz”.
