A resiliência é a principal estratégia de sobrevivência das plantas. Devido à sua natureza séssil, elas não podem escapar de condições de crescimento hostis e, portanto, precisam recorrer a mecanismos de tolerância ou recuperação para sobreviver a eventos estressantes. Períodos prolongados de seca e ondas de calor, bem como a degradação do solo, estão aumentando em escala global e ameaçando ecossistemas e a produção agrícola. Desenvolver estratégias para aumentar a resiliência ao estresse em plantas é, portanto, mais importante do que nunca para garantir a segurança alimentar e proteger o meio ambiente. Além do melhoramento convencional ou da modificação genética, que são demorados, trabalhosos e podem apresentar riscos ambientais e de segurança, são necessárias soluções mais sustentáveis e acessíveis para aumentar a tolerância das plantas ao estresse.
As mudas jovens são especialmente vulneráveis ao estresse durante a germinação e emergência. Tratar as sementes com agentes químicos ou biológicos antes do plantio, preparando as plantas desde cedo para futuras exposições ao estresse, pode ser uma estratégia eficaz para aumentar seu desempenho e resiliência. A ideia de impulsionar o crescimento das mudas e fortalecê-las contra o estresse por meio do tratamento de sementes não é nova, tendo sido testada por agricultores e jardineiros há milhares de anos. O naturalista romano Plínio, o Velho (também conhecido como Caio Plínio Segundo) e seus colegas agricultores fizeram experiências com Deixar as sementes de molho em água adoçada com mel, esterco diluído ou "suco da planta que cresce em telhas" para melhorar a germinação.Plínio também descobriu que as plantas de repolho ficavam imunes a insetos quando as sementes eram embebidas no suco de sempre-viva antes do plantio, tornando-o provavelmente o primeiro a relatar uma maior tolerância ao estresse por meio do tratamento de sementes.
Esse conhecimento ancestral foi preservado, mas pouco explorado até a década de 1970, que testemunhou um crescente interesse científico pela fisiologia das sementes, e novas técnicas de tratamento de sementes foram desenvolvidas e testadas em diferentes espécies de plantas. Em sua obra seminal “Germinação de uma ideia: o condicionamento de sementes”, o pesquisador Walter Heydecker, de Nottingham, popularizou o termo “condicionamento” para a germinação de sementes. Hidratação controlada das sementes antes da semeadura, seguida de secagem, para iniciar a atividade metabólica sem desencadear a germinação completa., o que leva a uma melhor velocidade de germinação, uniformidade e vigor das plântulas. Seu trabalho subsequente, “Revigoração de sementes?”, ainda era apresentado com cautela como uma pergunta, mas cinco décadas depois, após pesquisas sobre os efeitos e a fisiologia do condicionamento de sementes, podemos substituir com confiança o ponto de interrogação por um ponto final.
Em uma revisão recente publicada no Jornal de Botânica Experimental, Dr. Gholamreza Gohari e colegas Resumir e discutir abordagens de condicionamento de sementes para uma agricultura resiliente às mudanças climáticas.Os autores apresentam uma gama de técnicas que utilizam diferentes agentes de condicionamento químicos ou biológicos e seus modos de ação propostos. Um mecanismo fundamental que explica os efeitos positivos do condicionamento de sementes é o reparo do DNA que pode ter sido danificado durante o armazenamento das sementes, levando a uma melhor germinação e emergência das plântulas. Também foi constatado que o condicionamento ativa enzimas antioxidantes, componentes essenciais da resposta de tolerância ao estresse, para mitigar o acúmulo excessivo de espécies reativas de oxigênio. Outras moléculas protetoras, como proteínas de choque térmico e osmólitos, também são sintetizadas com maior frequência em resposta ao condicionamento de sementes e podem proteger e reparar estruturas celulares sob estresse. Um novo desenvolvimento promissor e empolgante é o uso de nanopartículas com menos de 100 nm de tamanho como agentes de condicionamento. Devido às suas propriedades físico-químicas especiais, elas podem ser ainda mais eficientes na promoção do crescimento das plântulas e na conferência de resiliência ao estresse. No entanto, mais pesquisas para avaliar seus impactos a longo prazo em plantas em ambientes agrícolas e ecossistemas circundantes serão necessárias antes que o nanocondicionamento possa ser comercializado.
Um exemplo bem-sucedido de condicionamento de sementes para aumentar a tolerância ao estresse em tomates. Uma equipe liderada pelo Dr. Luca Giovannini apresentou recentemente um estudo sobre os compostos naturais quitosana e ácido salicílico, um hormônio vegetal, utilizados como agentes de condicionamento, isoladamente ou em combinação com a inoculação do solo. Os autores testaram esses compostos como agentes de condicionamento, isoladamente ou em combinação com a inoculação do solo. fungos micorrízicos arbuscularesPlantas jovens de tomate foram expostas a estresse hídrico ou salino, condições que podem comprometer severamente o crescimento, e suas respostas fisiológicas e metabólicas ao estresse foram analisadas. Os autores encontraram efeitos sinérgicos que tornaram as plantas pré-tratadas, em combinação com a inoculação de micorrizas, mais tolerantes a ambas as condições de estresse em comparação com plantas não tratadas ou tratadas apenas com agentes de pré-tratamento. Entre outras adaptações fisiológicas, os mecanismos antioxidantes e osmoprotetores das plantas foram regulados positivamente, tornando-as mais bem equipadas para responder à privação de água ou à salinidade do solo, respectivamente. É importante ressaltar que a melhoria na tolerância ao estresse foi testada várias semanas após a semeadura, destacando os efeitos benéficos duradouros do pré-tratamento de sementes.
A ciência percorreu um longo caminho desde o misterioso "suco de telha" usado na Roma antiga até nossa compreensão atual dos processos moleculares subjacentes aos efeitos positivos do condicionamento de sementes para preparar as plantas para as restrições ambientais que possam encontrar. No entanto, para aproveitar todo o seu potencial, ainda precisamos de uma melhor compreensão dos efeitos do condicionamento de sementes, especialmente em diferentes contextos. Tanto a revisão de Gohari quanto o trabalho de Giovannini destacam que os efeitos do condicionamento de sementes podem ser muito variáveis entre espécies de plantas, ambientes, agentes condicionadores e métodos de aplicação. Trabalhos futuros precisarão se concentrar nos efeitos do condicionamento de sementes em diferentes ambientes e sob tratamentos combinados de estresse que simulem as condições naturais de crescimento, para estabelecer abordagens eficazes e sustentáveis para mitigar os efeitos do estresse no campo e cultivar plantas mais resilientes.
LEIA OS ARTIGOS:
Giovannini L, Pagliarani C, Cañizares E, et ai.. 2024. A micorrização e o condicionamento químico das sementes aumentam a tolerância ao estresse em tomates, alterando as vias metabólicas primárias e de defesa. Revista de Botânica Experimental 76: 6410-6433. https://doi.org/10.1093/jxb/erae457
Gohari GSpanos A, Ioannou A, et ai.. 2025. Métodos de condicionamento de sementes para uma agricultura resiliente às mudanças climáticas. Revista de Botânica Experimental 77: 2013-2026. https://doi.org/10.1093/jxb/eraf440
Imagem da capa: Muda de tomate por Jonathan Billinger (Wikimedia Commons).
