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Cana Oeste

Funcionamento fisiológico e molecular da brotação lateral em cana-de-açúcar

Publicado em 20 maio 2011

Novas e instigantes informações sobre o funcionamento fisiológico e molecular da brotação lateral em cana-de-açúcar, aspecto importante na produção em campo de biomassa/unidade de área, foram revelados no estudo realizado por Fausto Andrés Ortiz-Morea, aluno de doutorado do programa de pós-graduação em Genética e Melhoramento de Plantas, da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" (USP/ESALQ). A pesquisa, que também elucidou mecanismos de regulação da expressão gênica (microRNAs) até agora não descritos para essa cultura, teve parte dos resultados divulgado em reconhecido jornal científico da área - "BMC Plant Biology".

A pesquisa entitulada "Análise da via de regulação gênica do miRNA56/SPL na brotação lateral e caracterização molecular do processo de emergência da gema axilar de cana-de-açúcar", relata que a cana é uma das mais importantes espécies cultivadas na região tropical e subtropical, apresentando um relevante destaque socioeconômico nos países em que é cultivada. Relata, ainda, que atualmente, essa cultura tem tido evidência no cenário mundial devido a seu potencial uso na produção de bioenergia, cujo emprego poderia ser beneficiado desenvolvendo-se cultivares com aumento da produtividade de biomassa por unidade de área, o que é, por sua vez, determinada pela arquitetura da planta.

"A brotação lateral é um dos principais fatores que regulam a arquitetura dos vegetais e, recentemente, essa fase do desenvolvimento tem sido estudada intensivamente usando enfoques de genética direta e reversa, elucidando, em parte, as vias genéticas, ambientais e hormonais que regulam esse processo, mas a maioria dos estudos são feitos em plantas consideradas modelo e pouco é conhecido em cana-de-açúcar. Dentro dessas vias, microRNAs, uma classe de pequenos RNAs que não produzem proteínas e que modulam a expressão do genes, parecem ser importantes reguladores", explica o pesquisador.

Em cana-de-açúcar, a brotação lateral é importante não somente para a arquitetura dos ramos laterais, mas também para a germinação e perfilhamento. No caso da germinação, a cana é propagada vegetativamente usando fragmentos do caule que contém gema ligada (colmo), uma vez que a emergência da gema é um passo fundamental no estabelecimento de novas plantações. Em relação ao padrão de perfilhamento, este determina o número de caules ou perfilhos que são produzidos por uma planta durante seu ciclo de vida, o qual está diretamente coligado com sua produtividade (maior número de perfilhos traduz maior produção). Entretanto, devido a sua complexidade genética e ausência de mutantes defectivos na brotação lateral, estudos nessa área ao nível molecular são limitados.

Diante dessas considerações e frente a ferramentas moleculares disponíveis para cana-de-açúcar, a pesquisa de Ortiz-Morea teve por objetivos estudar na cultura a via microRNA156/fatores de transcrição do tipo promoter-binding-protein (SPL) que é associada à regulação do perfilhamento. Além disso, buscou caracterizar molecularmente o processo de emergência de gemas axilares.

Bibliotecas de pequenos RNAs foram geradas em gemas dormentes e em desenvolvimento, permitindo identificar membros de 25 famílias de miRNAs. "A expressão de quatro deles, de seus genes-alvo e de outros genes selecionados, foi monitorada em gemas dormentes e com 2 e 5 dias após o plantio. O miR159 foi o mais expresso em gemas axilares de cana e parece ser um fator chave na emergência da gema, já que, segundo resultados obtidos, esse miRNA parece modular a expressão do seu gene alvo SsGAMyB, que é um fator de transcrição implicado na ativação de genes de resposta ao fitohormônio giberelina", que induz o crescimento mediante a estimulação da divisão e elongação celular", comenta Ortiz-Morea.

O estudo relata que durante essa fase inicial do desenvolvimento também foram observadas alterações na expressão de genes associados com processos de resposta aos fitohormônios auxina e etileno, os quais são correlacionados negativamente nas etapas iniciais do desenvolvimento. "Os resultados indicam que a emergência de gemas laterais é um processo dinâmico em que fitohormônios, fatores de transcrição e microRNAs participam conjuntamente para promover o crescimento e desenvolvimento da nova plântula de cana-de-açúcar", destaca o pesquisador.

Sobre a aplicabilidade do estudo, o doutorando explica que, mesmo sendo essa uma pesquisa básica, no futuro, os dados ,por meio dessa investigação, poderão ser empregados no melhoramento genético de cana-de-açúcar visando à geração ou identificação de plantas com características desejáveis associadas à arquitetura da planta, assim como em outros estudos que envolvam aspectos fisiológicos do desenvolvimento da cultura.

A tese de doutorado de Fausto Andrés Ortiz-Morea, orientada pelos professores Fábio Tebaldi Silveira Nogueira, do Instituto de Biociências de Botucatu, em colaboração com a professora Helaine Carrer, do Departamento de Ciências Biológicas (LCB) da ESALQ, faz parte de um projeto temático inserido no Programa Fapesp de Pesquisa em Bioenergia (BIOEN), dentro da divisão de Biomassa para Bioenergia (com foco em cana-de-açúcar).

Fonte: Esalq