Quando o arroz (oryza sativa) inicia seu ciclo reprodutivo com o estágio de brotação, a panícula (ou cacho de flores) se desenvolve protegida pelo caule da folha. É uma proteção contra o frio, e isso é crítico para o arroz. O estresse pelo frio durante esta fase causa a esterilidade do pólen. Pensa-se que o tapetum, as células que fornecem nutrição para os grãos de pólen, é interrompido, resultando em hipertrofia. O efeito é que a morte celular programada é retardada ou inibida, deixando os micrósporos famintos nos estágios iniciais do desenvolvimento do pólen. Koichi Yamamori e colegas dei uma olhada mais de perto e descobri que não é tão simples.
Os botânicos investigaram os efeitos na fertilidade do pólen devido ao estresse pelo frio na fase de germinação em 13 cultivares de arroz. Inicialmente, eles cultivaram vinte plantas em cada parcela em uma estufa. Os dias atingiram 25 °C e as noites caíram apenas para 19 °C. Quando as plantas entraram no estágio inicial, elas foram mantidas a apenas 12 °C por quatro dias para expô-las ao estresse pelo frio. Após esse tratamento, eles coletaram algumas anteras, mas deixaram as outras plantas florescerem e coletaram as anteras na fase de floração.
Ao mesmo tempo, eles cultivaram plantas semelhantes em condições normais para uma comparação adequada. Então, a hipertrofia do tapetum foi a culpada?
Certamente faria sentido se fosse. O tapete cresce graças ao acúmulo de sacarose, e a camada de tapete não pode degradar isso. O resultado é que a sacarose digerida não é passada para o pólen em crescimento para uso – e morre de fome. O problema com essa explicação é que, quando você olha para o que está acontecendo na planta, não vê hipertrofia de tapete suficiente para explicar o pólen estéril. Yamamori e seus colegas procuraram o que chamaram de anormalidades relacionadas ao lóculo (LRAs), das quais a hipertrofia do tapete era uma delas.
“Um exame cuidadoso das seções de anteras de 13 cultivares identificou oito tipos de LRAs, incluindo hipertrofia do tapete”, escrevem os autores. “O coeficiente de correlação de Pearson entre a hipertrofia do tapete e a fertilidade do pólen foi r = −0·35, enquanto que entre o LRA geral e a fertilidade do pólen foi r = −0·6, indicando que a hipertrofia do tapete, embora tenha algum efeito, não é o único tipo de lesão que explica a esterilidade do pólen após o tratamento pelo frio, e que o LRA como uma categoria geral contribui mais fortemente para a esterilidade do pólen do que a hipertrofia do tapete sozinha.”
“Os resultados obtidos neste estudo sugerem que fatores multivalentes estão envolvidos em anormalidades morfológicas das anteras ligadas à esterilidade do pólen causada pelo estresse pelo frio durante a fase de germinação do arroz. De fato, várias análises de expressão gênica mostraram que diferentes redes foram associadas à esterilidade do pólen devido ao estresse pelo frio”.
“Por exemplo, baixas temperaturas levam ao aumento da produção de ácido abscísico e à redução da produção de ácido giberélico nas anteras do arroz... Esses dois fitohormônios atuam de forma antagônica durante o crescimento e desenvolvimento; portanto, uma perda de coordenação entre eles devido a baixas temperaturas pode resultar em desenvolvimento anormal de anteras. Cada anormalidade do lóculo é considerada uma assinatura para interromper o desenvolvimento normal do pólen e da estrutura da antera”.
Os resultados mostram que a correção da hipertrofia do tapete por si só não vai corrigir o estresse pelo frio no arroz. Em vez disso, há uma interação muito mais complexa de atividades que são interrompidas pelo frio. Os autores concluem que os defeitos físicos óbvios podem não si mesmos causar esterilidade do pólen, mas sim um sinal de problemas profundos dentro da planta enquanto ela luta para lidar com o frio.
ARTIGO DE PESQUISA
Yamamori K, Ogasawara K, Ishiguro S, et al. 2021. Revisão da relação entre a morfologia da antera e a esterilidade do pólen por estresse ao frio na fase de germinação do arroz. Annals of Botany 128: 559-575. https://doi.org/10.1093/aob/mcab091
tradução em espanhol por Lorena Marchant
