Como parte de uma abordagem multifacetada para prevenir infestações pela planta parasita Striga hermonthica, os pesquisadores estão desvendando o papel dos hormônios vegetais, conhecidos como estrigolactonas (SL).
As culturas de cereais liberam SLs que regulam a arquitetura da planta e desempenham um papel em outros processos relacionados ao desenvolvimento da planta e à resposta ao estresse. Os SLs liberados pelas raízes das plantas atraem fungos micorrízicos, que fornecem nutrientes às plantas. Mas as estrigolactonas também induzem a germinação e invasão pela planta parasita Estriga, com impactos severos na produção agrícola, particularmente na produção de cereais na África.
Em uma descoberta importante, a equipe mostrou recentemente que os SLs canônicos não afetam a arquitetura da planta no arroz.
Os pesquisadores empregaram a tecnologia CRISPR/Cas9 para gerar linhagens de arroz sem SLs canônicos e as compararam com plantas de tipo selvagem. Os fenótipos da parte aérea e da raiz não diferiram significativamente entre os mutantes e o tipo selvagem, indicando que os SLs canônicos não são os principais reguladores da arquitetura do arroz.
“Saber quais SLs regulam a arquitetura da planta e outras funções, como estabelecer simbiose com fungos micorrízicos benéficos ou permitir a invasão por plantas parasitas de raízes, nos permitirá otimizar e projetar uma característica sem afetar outras”, explica Jian You Wang, pós-doutorado em Al -Laboratório de Babi.
A pesquisa mostrou que os SLs canônicos contribuem para uma simbiose com fungos micorrízicos e desempenham um papel importante na estimulação da germinação de sementes em ervas daninhas parasitas de raízes.
“Diminuir seu nível, ou mesmo eliminar completamente sua biossíntese, pode reduzir significativamente os danos causados por Gritar e outras plantas parasitas de raízes sem causar mudanças arquitetônicas graves ou ter um grande impacto negativo na micorrização da planta”, diz Wang.
A modulação do conteúdo de SL por edição de genes é uma solução de longo prazo, mas a aplicação de inibidores específicos da biossíntese de SL pode levar muito mais rapidamente a plantas de cereais sem as estrigolactonas canônicas.
A equipe começou a identificar produtos químicos que inibem a biossíntese canônica de SL no arroz. Eles descobriram que um inibidor de enzima química TIS108 reduziu significativamente Gritar infestação sem afetar o crescimento da planta ou o rendimento de grãos.
Eles também testaram o efeito do TIS108 no arroz Indica e no sorgo, ambos os principais cultivos em Striga- regiões infestadas na África. Mais uma vez, eles observaram menor Gritar atividade germinativa dos exsudatos radiculares isolados de plantas tratadas.
Al-Babili diz que a aplicação direta do TIS108, bem como o emprego da edição de genes, representa estratégias promissoras para aliviar a ameaça representada pelo Gritar e outras plantas parasitas de raízes para a segurança alimentar global.
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Ito, S., Braguy, J., Wang, JY, Yoda, A., Fiorilli, V., Takahashi, I., Jamil, M., Felemban, A., Miyazaki, S., Mazzarella, T., Chen , G.-TE, Shinozawa, A., Balakrishna, A., Berqdar, L., Rajan, C., Ali, S., Haider, I., Sasaki, Y., Yajima, S., Akiyama, K. , Lanfranco, L., Zurbriggen, MD, Nomura, T., Asami, T. e Al-Babili, S. (2022) “As estrigolactonas canônicas não são o principal determinante do perfilhamento, mas importantes sinais rizosféricos no arroz,” A ciência avança, 8(44). Disponível em: https://doi.org/10.1126/sciadv.add1278.
