As raízes das plantas não ficam sozinhas no solo. Na terra você também encontrará vários micróbios. À espreita na sujeira é Rizofago irregular, um fungo micorrízico arbuscular que coloniza o trigo. Em um novo estudo Hui Tian e colegas investigou se o que acontecia antes de um fungo entrar em contato com as raízes do trigo.
Existem mais de 200 espécies de fungos micorrízicos arbusculares no solo, mas Rizofago irregular é um fungo particularmente útil para examinar, como explicou o Dr. Tian. “Escolhemos os fungos Rizofago irregular porque esta é a única espécie de fungo micorrízico arbuscular cujos dados do genoma estão disponíveis até o momento.” A equipe precisava dos dados do genoma para verificar se o fungo não havia penetrado nas raízes. “Em nosso experimento de RNA-seq, precisávamos mapear as sequências de mRNA contra o genoma do fungo micorrízico arbuscular para verificar se as raízes não foram colonizadas pelo fungo micorrízico arbuscular.”
A razão Rizofago irregular está atrás das raízes do trigo é que não pode produzir seu próprio alimento. O Dr. Tian disse que os fungos micorrízicos arbusculares têm uma variedade de relações com as plantas. “A relação benéfica ou parasitária entre fungos micorrízicos arbusculares e plantas hospedeiras pode ser determinada pela balança comercial entre eles. A relação pode ser significativamente influenciada por espécies de fungos micorrízicos arbusculares e espécies de plantas, ou variedades. Uma relação parasitária entre o trigo e o fungo Rizofago irregular tem sido observado em vários estudos. Mesmo onde há uma relação parasitária, os fungos micorrízicos arbusculares ainda podem fornecer nutrientes minerais para as plantas hospedeiras, mas podem consumir muito carbono das plantas hospedeiras”.
Para ver se os fungos poderiam estar afetando as plantas sem tocá-las fisicamente, Tian e seus colegas enterraram sacos de filtro perto das raízes das plantas. Os filtros tinham que ser grandes o suficiente para permitir a passagem dos produtos químicos liberados pelos fungos, mas pequenos o suficiente para evitar que escapassem. Isso tinha que ser pequeno, pois os fungos estendem-se com hifas, filamentos com menos de um décimo da largura de um fio de cabelo humano. O Dr. Tian disse que esses filtros foram críticos para o sucesso do experimento. “Usamos uma membrana filtrante de 0.25 µm para evitar que os fungos interagissem fisicamente com as plantas. Durante a amostragem, os sacos de membrana foram verificados cuidadosamente e os potes cujos sacos quebrados foram abandonados.”
O que a equipe encontrou foram evidências de uma 'conversa' entre os fungos e as plantas. O Dr. Tain disse: “Depois que as proteínas receptoras localizadas nas células epidérmicas da raiz receberam sinais produzidos por fungos micorrízicos arbusculares, a expressão de um grande número de genes nas raízes foi alterada. Isso significa que as raízes estão se preparando para a colonização. Por outro lado, as raízes também produzem sinais químicos que estimulam o crescimento de hifas micorrízicas arbusculares e orientam o processo de colonização. Os esporos de micorrizas arbusculares germinarão no solo se houver água e umidade suficientes; no entanto, se não houvesse sinais químicos produzidos pelas plantas, os esporos não colonizariam as raízes e morreriam”.
Como não havia fungos nas raízes, Tian e seus colegas sabiam que qualquer alteração nas plantas era resultado de interação química. Eles não encontraram apenas algumas mudanças, como disse o Dr. Tian. “Muitos genes envolvidos em processos-chave durante o desenvolvimento da simbiose micorrízica arbuscular são regulados nos estágios de contato pré-físico, esta é nossa descoberta mais emocionante neste trabalho. Essa descoberta pode mudar nosso pensamento tradicional sobre os processos de formação da simbiose micorrízica arbuscular”.
“Nossa pesquisa explica por que a expressão de alguns genes é regulada pela colonização micorrízica arbuscular. E também é interessante investigar os papéis dos genes do fator de transcrição, ativados por sinais moleculares de simbiose, na regulação da expressão gênica das raízes das plantas no futuro”.
Os autores concluem que haveria um benefício em “uma combinação de estudos transcriptômicos e GWAS para determinar com mais precisão os genes que determinam o grau de colonização AM das raízes do trigo em estudos futuros”.
