Culturas agrícolas podem produzir o seu próprio adubo
Os geneticistas vegetais induziram plantas a criar as suas próprias "fábricas de fertilizantes" sem a ajuda de bactérias, geralmente cruciais para o processo. Se esta tecnologia puder ser transferida para plantas como o trigo ou o arroz, a fertilização industrial destas culturas pode ser fortemente reduzida ou mesmo abolida.
Quando bactérias do género Rhizobium penetram nas raízes de uma planta leguminosa, como uma ervilheira ou ou feijoeiro, a planta desenvolve nódulos que albergam os microrganismos. As bactérias retiram azoto do ar e transformam-no em nitratos, nutrientes importantes para a planta.
Dois grupos de investigadores conseguiram agora obter leguminosas que produzem nódulos na ausência de bactérias nitrificantes, potencialmente abrindo caminho para culturas que não necessitariam de receber fertilizantes azotados pois seriam capazes de obter esses nutrientes das bactérias omnipresentes no solo e que agora poderiam colonizar os seus nódulos.
A fertilização de culturas agrícolas é pouco eficiente e extremamente danosa para o ambiente, explica Giles Oldroyd do John Innes Centre em Norwich, Reino Unido, que liderou uma das equipas de investigação. Para além de poluir as águas, os fertilizantes químicos são responsáveis pelo que se estima ser metade da queima de combustíveis fósseis associada à agricultura.
As bactérias fixadoras de azoto são uma forma muito melhor de as plantas obterem azoto, acrescenta Oldroyd. Muitos agricultores e jardineiros alternam leguminosas, como o feijoeiro ou o trevo, com as suas culturas com esse objectivo. Os agricultores tradicionais da América latina plantam feijoeiros juntamente com o milho.
"Os cereais necessitam de quantidades imensas de azoto mas as leguminosas não só fornecem azoto a si próprias como o disponibilizam para as outras plantas", diz Oldroyd. Ele e a sua equipa estão a tentar modificar geneticamente plantas aparentadas com as leguminosas, como o tabaco e o tomateiro, para que sejam capazes de produzir nódulos.
A produção de nódulos é normalmente iniciada quando as bactérias nitrificantes penetram as células da raiz da planta. A planta detecta as bactérias e as células da raiz crescem de forma a criar um nódulo em volta da zona infectada.
Agora, os dois grupos de investigação, a equipa de Oldroyd e a equipa liderada por Jens Stougaard da Universidade de Aarhus na Dinamarca, descobriram que ao mutar um gene que produz um mensageiro celular conhecido por CCaMK, as células da raiz podem ser convertidas em células capazes de formar um nódulo, mesmo sem a presença de bactérias.
A ideia de que estes nódulos com a capacidade de auto-fertilizar uma planta possam ser transferidos para outro tipo de planta ainda não foi testada, apesar de Oldroyd considerar que o seu trabalho em plantas de tabaco e em tomateiros ser capaz de revelar se tal será possível.
Não há razão teórica nenhuma para que não funcione, diz Oldroyd. "Somos capazes de produzir nódulos vazios mas a planta tem que permitir que as bactérias os invadam", diz ele, "mas se as leguminosas o podem fazer, também outras espécies devem ser capazes."
A tecnologia, no entanto, ainda está na infância: "Temos que ser capazes de realizar vários passos cruciais", alerta Stougaard. Mas ele espera que possa ser usada para criar versões auto-fertilizáveis de trigo, milho, aveia e arroz.
Quando bactérias do género Rhizobium penetram nas raízes de uma planta leguminosa, como uma ervilheira ou ou feijoeiro, a planta desenvolve nódulos que albergam os microrganismos. As bactérias retiram azoto do ar e transformam-no em nitratos, nutrientes importantes para a planta.
Dois grupos de investigadores conseguiram agora obter leguminosas que produzem nódulos na ausência de bactérias nitrificantes, potencialmente abrindo caminho para culturas que não necessitariam de receber fertilizantes azotados pois seriam capazes de obter esses nutrientes das bactérias omnipresentes no solo e que agora poderiam colonizar os seus nódulos.
A fertilização de culturas agrícolas é pouco eficiente e extremamente danosa para o ambiente, explica Giles Oldroyd do John Innes Centre em Norwich, Reino Unido, que liderou uma das equipas de investigação. Para além de poluir as águas, os fertilizantes químicos são responsáveis pelo que se estima ser metade da queima de combustíveis fósseis associada à agricultura.
As bactérias fixadoras de azoto são uma forma muito melhor de as plantas obterem azoto, acrescenta Oldroyd. Muitos agricultores e jardineiros alternam leguminosas, como o feijoeiro ou o trevo, com as suas culturas com esse objectivo. Os agricultores tradicionais da América latina plantam feijoeiros juntamente com o milho.
"Os cereais necessitam de quantidades imensas de azoto mas as leguminosas não só fornecem azoto a si próprias como o disponibilizam para as outras plantas", diz Oldroyd. Ele e a sua equipa estão a tentar modificar geneticamente plantas aparentadas com as leguminosas, como o tabaco e o tomateiro, para que sejam capazes de produzir nódulos.
A produção de nódulos é normalmente iniciada quando as bactérias nitrificantes penetram as células da raiz da planta. A planta detecta as bactérias e as células da raiz crescem de forma a criar um nódulo em volta da zona infectada.
Agora, os dois grupos de investigação, a equipa de Oldroyd e a equipa liderada por Jens Stougaard da Universidade de Aarhus na Dinamarca, descobriram que ao mutar um gene que produz um mensageiro celular conhecido por CCaMK, as células da raiz podem ser convertidas em células capazes de formar um nódulo, mesmo sem a presença de bactérias.
A ideia de que estes nódulos com a capacidade de auto-fertilizar uma planta possam ser transferidos para outro tipo de planta ainda não foi testada, apesar de Oldroyd considerar que o seu trabalho em plantas de tabaco e em tomateiros ser capaz de revelar se tal será possível.
Não há razão teórica nenhuma para que não funcione, diz Oldroyd. "Somos capazes de produzir nódulos vazios mas a planta tem que permitir que as bactérias os invadam", diz ele, "mas se as leguminosas o podem fazer, também outras espécies devem ser capazes."
A tecnologia, no entanto, ainda está na infância: "Temos que ser capazes de realizar vários passos cruciais", alerta Stougaard. Mas ele espera que possa ser usada para criar versões auto-fertilizáveis de trigo, milho, aveia e arroz.
Saber mais:
Comentários