Apesar de subterrâneos, os rizomas são caules, não raízes. Como outras hastes, eles têm nós que podem empurrar outras hastes para cima. Como estão protegidos no subsolo, também são locais úteis para armazenar carboidratos, água e nutrientes. Portanto, para plantas como gramíneas, uma forte rede de rizomas pode ser uma grande ajuda na sobrevivência e propagação. Mas o que controla seu desenvolvimento? Xiqing Ma e seus colegas estão investigando sinalizando em festuca alta, Festuca arundinacea, para ver o que liga e desliga o desenvolvimento do rizoma.

Para fazer isso, a equipe reuniu plantas da fazenda de criação de grama da Rutgers University. Eles selecionaram plantas com o mesmo número de perfilhos, com rizomas removidos e as plantaram em caixas cheias de argila frita para ver como o estresse hídrico e a rega as afetavam. As plantas tiveram algumas semanas para se instalarem em suas novas casas e então o experimento começou.

O primeiro grupo foi o grupo de controle. Eles estavam bem regados, como de costume. O segundo grupo teve a irrigação suspensa por uma semana, antes do início da rega. A equipe mediu o número de rizomas, perfilhos e raízes, bem como o comprimento de rizomas individuais em 30 plantas de cada grupo após as fases de seca e rega. Eles também examinaram o conteúdo de hormônio e açúcar das plantas para ver o que estava acontecendo dentro delas e descobriram que a química interna diferia dependendo da fase do experimento em que a planta estava.

“A inibição induzida pela seca da iniciação do rizoma pode estar principalmente associada ao acúmulo de ABA (NCED) e sinalização (PYLs, PP2Cs, SnRK2s e ABFs), genes/proteínas relacionados ao metabolismo energético (galactinol sintase, rafinose sintase, glutamato 5-quinase) e proteínas de resposta ao estresse (proteínas deidrina, HSP17, proteínas LEA). O estresse hídrico inibiu o alongamento do rizoma por meio da regulação de GA4, antioxidantes (ASA/DHA/GSH/GSSG) e metabolismo energético, bem como modificação de proteínas/proteínas de resposta ao estresse (ASA, MDHAR, GR, celulose sintase, chaperon e proteínas HSP70 ). A regeneração ou iniciação do rizoma em resposta à rega envolveu IAA e genes do metabolismo lipídico (fosfolipase A2, lipoxigenase, aleno óxido sintase) e proteínas envolvidas no desenvolvimento secundário da parede celular (GDSL esterase/lipase e trans-cinamato 4-monooxigenase) e remobilização e ciclagem de nitrogênio (asparagina sintetase hidrolisadora de glutamina)”, escrevem Ma e colegas.

Os resultados podem ajudar a explicar alguns dos fatores que afetam a sobrevivência das pastagens na seca, dizem os botânicos. “A sobrevivência do rizoma durante a seca e a regeneração após a rega são extremamente importantes para manter os povoamentos e a produtividade de espécies de plantas rizomatosas em áreas com chuvas esporádicas ou falta de água para irrigação. Isso ocorre porque os rizomas como caules subterrâneos são capazes de regenerar novas plantas filhas a partir de nós de rizomas contendo tecidos meristemáticos, que é uma característica única e distinta de outras partes de uma planta, como folhas, raízes, perfilhos ou ramos laterais… Por meio de uma análise integrativa de ambos os perfis transcriptômicos e proteômicos, este estudo identificou os principais genes e proteínas que podem estar envolvidos na inibição da seca do crescimento do rizoma e na iniciação ou regeneração de novos rizomas e alongamento do rizoma em resposta à rega em espécies de gramíneas perenes.”