Sou uma daquelas pessoas de sorte que consegue fazer o que ama; Eu vivo, trabalho e literalmente respiro minha pesquisa. Eu também sou uma daquelas pessoas muito sortudas que não sofrem de febre do feno; o que é uma sorte, pois depois de um dia fenotipando minha colza, estou literalmente coberto de manchas amarelas de pólen (Imagem 1). Eu sou um cientista de plantas, e minha pesquisa varia de olhar para as pequenas mudanças moleculares de ver o que um único gene e proteína faz, para estudar a fisiologia em centenas de linhas. Como você provavelmente já deve ter notado, estou interessado no desenvolvimento do pólen e tudo relacionado a ele: o órgão reprodutor masculino (a antera), o meio ambiente, os hormônios das plantas e como tudo funciona em conjunto para produzir esses pequenos pacotes incríveis que permitem que as sementes se ser produzido.
Atualmente sou pesquisador de Pós-Doc no BBSRC BRAVO (Brassica Colza e Otimização Vegetal) projeto no Universidade de Nottingham, Reino Unido. Este é um projeto incrível que analisa todos os aspectos do desenvolvimento de Brassica (colza, mostarda, couve etc.) BRAVO usa a variação natural dentro Brassica espécies para entender as redes de genes que controlam os processos vitais e as relações entre os genes para direcionar a melhoria da cultura. Este projeto reúne cientistas de plantas e indústrias do Reino Unido para aumentar a robustez no desempenho das culturas e a adaptação às mudanças ambientais. Tenho a sorte de fazer parte desta equipe fantástica e solidária.
Então, o que eu realmente faço, dia-a-dia? Como mencionei, eu observo a fisiologia em grandes testes de 100 linhas diferentes para observar a variação natural. A imagem 2 mostra o início do meu teste atual – elas crescerão durante o inverno de maneira semelhante aos campos em todo o país e começarão a florescer na primavera. Quando chega a primavera, tenho MUITO trabalho com o microscópio (Imagem 3) e estou animado com os resultados que vou ver. Usando microscópios confocais, posso observar o pólen e as anteras com detalhes espetaculares. Estarei analisando a viabilidade do pólen e a germinação do pólen para ver quais linhas produzem o pólen mais saudável e quais linhas produzem o pólen mais pobre. Em seguida, compararei as diferenças entre essas linhagens para ver quais genes podem estar envolvidos.
Usando a microscopia, também posso estudar diferentes aspectos do desenvolvimento do pólen com mais detalhes. Usando diferentes manchas em Brassica e Arabidopsis (uma planta modelo) Posso destacar diferentes aspectos das anteras e do pólen. A imagem 4 mostra os depósitos de lignina na parede celular no tecido do endotécio (amarelo) que é essencial para a liberação do pólen (vermelho) no meio ambiente. Além dos corantes, também utilizamos marcadores fluorescentes repórteres, que se ligam a proteínas de interesse para saber exatamente onde e quando elas são expressas. A imagem 5 mostra a proteína do micrósporo abortado ligada à proteína fluorescente amarela, que é expressa no núcleo do tecido do tapete dentro da antera e é necessária para o desenvolvimento do pólen conforme publicado na New Phytologist. O uso de tags como essas nos dá maior compreensão de onde estão as proteínas e o que estão fazendo. Para aprofundar esse conhecimento, também usamos plantas mutantes onde a proteína de interesse não é mais funcional, para ver que efeito teria na planta. Nas imagens 6 e 7 usamos uma mancha para destacar a parede do pólen – em particular parte da parede composta por exina – podemos ver que a padronização da exina no pólen é diferente no tipo selvagem (imagem 6) e um mutante (imagem 7 ). No mutante, o padrão regular agora está quebrado e incompleto em alguns lugares.
A partir de minha pesquisa, posso observar as diferenças (fenótipo) causadas por uma proteína ausente (mutante), onde a proteína é normalmente expressa, como na coloração de exina acima. Mas também é importante saber exatamente quando as proteínas se expressam no desenvolvimento. Para fazer isso, usamos uma coloração para marcar o núcleo do pólen passando por meiose, mitose I e mitose II para produzir pólen maduro. A mancha nos permite determinar o estágio exato de desenvolvimento. As imagens 8, 9, 10 e 11 mostram o núcleo corado de azul à esquerda e a imagem clara à direita. Observando o número e a posição do núcleo, o tamanho do pólen, a forma e a parede do pólen, podemos dizer em que estágio eles estão.
Também temos sorte em Ciências Vegetais por ter um microscópio de folha de luz e um microscanner de raios-X. Estes produzem imagens em 3D, permitindo-me compreender melhor o tamanho e a forma das minhas amostras, e como o pólen está posicionado dentro da antera (imagem 12 e 13 respectivamente). O scanner de raios X também tem a vantagem de podermos olhar dentro das anteras sem dissecá-las e, no caso da Cevada, observar as flores em desenvolvimento dentro do caule (para mais detalhes, consulte meu trabalho publicado em Métodos de Planta)
Usando a ferramenta da microscopia, posso descobrir uma grande quantidade de informações sobre anteras e pólen, bem como sobre as proteínas que desempenham um papel no desenvolvimento do pólen. Eles me ajudam a revelar os segredos do pólen e a importância que ele desempenha na produção de alimentos.
