O etanol pode ajudar as plantas a sobreviver em tempos de seca, diz um novo estudo realizado no Centro RIKEN para Ciência de Recursos Sustentáveis no Japão. Liderados por Motoaki Seki, os pesquisadores mostram que a adição de etanol ao solo permite que as plantas, incluindo arroz e trigo, prosperem após duas semanas sem água. Como o etanol é seguro, barato e amplamente disponível, esta descoberta oferece uma maneira prática de aumentar a produção de alimentos em todo o mundo quando a água é escassa, sem a necessidade de produção dispendiosa, demorada e às vezes controversa de plantas geneticamente modificadas. O estudo foi publicado em 25 de agosto na Fisiologia Vegetal e Celular.
O futuro previsível inclui uma população em constante crescimento e aumentos induzidos pela mudança climática na escassez de água, duas condições que inevitavelmente levarão à escassez de alimentos, a menos que sejam tomadas medidas. Uma opção é encontrar uma maneira de evitar que as plantas morram quando não têm acesso à água. Modificar plantas geneticamente para que seus estômatos – os poros de suas folhas – permaneçam fechados tem sido um tanto eficaz porque impede que a água saia das plantas. No entanto, fazer plantas geneticamente modificadas é caro e demorado, e os países com maior necessidade podem não ter acesso igual a essas culturas modificadas.
Seki e sua equipe estão trabalhando em outra abordagem. Sabendo que as plantas produzem etanol quando privadas de água, eles raciocinaram que dar às plantas as protegeria de secas futuras. Para testar essa hipótese, eles cultivaram plantas por cerca de duas semanas com bastante água. Em seguida, eles pré-trataram o solo com etanol por três dias, seguidos de privação de água por duas semanas. Cerca de 75% das plantas de trigo e arroz tratadas com etanol sobreviveram após a rega, enquanto menos de 5% das plantas não tratadas sobreviveram.
Tendo mostrado que o etanol pode proteger essas duas culturas importantes da seca, eles se propuseram a explicar por que, concentrando-se na planta modelo Arabidopsis. Primeiro, eles olharam para as folhas. Eles descobriram que logo depois que as plantas de Arabidopsis tratadas com etanol foram privadas de água, seus estômatos fecharam e a temperatura da folha subiu. Aos 11 e 12 dias de privação de água, essas plantas retiveram mais água em suas folhas do que as plantas não tratadas.
Em seguida, os pesquisadores analisaram a expressão gênica antes e durante a privação de água e radiomarcaram o etanol antes do pré-tratamento. Isso permitiu que eles vissem quais processos eram ativados durante a seca e o que acontecia com o etanol depois que ele era absorvido pelas raízes das plantas. Mesmo antes da privação de água, as plantas tratadas com etanol começaram a expressar genes que normalmente são expressos durante a privação de água. Além disso, ao mesmo tempo em que o teor de água estava caindo nas folhas não tratadas, as plantas tratadas com etanol estavam produzindo açúcares a partir do etanol e fazendo fotossíntese.
Seki diz que tratar o solo com etanol mitiga a seca em várias frentes. Primeiro, os genes relacionados à seca são expressos antes mesmo da falta de água, dando às plantas uma vantagem na preparação. Então, os estômatos se fecham, permitindo que as folhas retenham mais água. Ao mesmo tempo, parte do etanol é usado para fazer uma variedade de açúcares, que fornecem a energia necessária que normalmente é difícil de obter com os estômatos fechados.
“Descobrimos que o tratamento de culturas comuns como trigo e arroz com etanol exógeno pode aumentar a produção durante a seca. Como na Arabidopsis, isso ocorre provavelmente por meio de mudanças nos perfis metabolômicos e transcriptômicos que regulam a resposta ao estresse hídrico”, diz Seki. “Isso nos oferece uma maneira fácil e barata de aumentar o rendimento da colheita, mesmo quando a água é limitada, sem a necessidade de modificação genética.”