Uma equipa de investigadores que une o Instituto de Tecnologia Química e Biológica António Xavier (ITQB NOVA), o Leibniz Institute of Vegetable and Ornamental Crops (IGZ) e o Institute of Biochemistry and Biology da Universidade de Potsdam decifrou o papel da luz e de componentes do relógio circadiano na floração do arroz.
Em comunicado, o ITQB NOVA explica que, nas plantas, a duração dos ciclos de luz e escuridão determinam vários comportamentos e funções, incluindo a floração. O relógio circadiano (mecanismo interno que permite ao organismo antecipar as mudanças ambientais diárias) e os sinais luminosos resultam no fotoperiodismo – a resposta fisiológica à duração dos períodos de luz, que influencia, entre outras funções, a floração. No caso do arroz, este necessita de noites longas.
Este novo estudo revela que, no arroz, é o fitocromo B – um recetor de luz – que faz a ligação entre a luz e o “Evening Complex”, regulando assim o tempo de floração do arroz. O “Evening Complex” pertence ao relógio circadiano das plantas e é constituído por um conjunto de proteínas que estão ativas durante o período da noite e que regulam as proteínas mais ligadas à floração.
Os investigadores verificaram que, quando ativo pela luz, o fitocromo B inativa uma das proteínas do “Evening Complex” – a proteína EARLY FLOWERING 3-1 (ELF3-1). Esta alteração provoca um efeito em cascata, levando à expressão de genes que reprimem a floração e culminando numa floração tardia.
A equipa também verificou que plantas mutantes para o fitocromo B têm a proteína ELF3-1 sempre ativa durante o dia e noite, e estas floriram mais cedo. “Quando existe um período de escuridão maior (noites longas), há uma maior acumulação da forma ativa da proteína ELF3-1, que só aparece durante a noite, e isto vai espoletar a floração” explica o líder do grupo no ITQB NOVA, Nelson Saibo.
Através da técnica de engenharia genética de CRISPR/Cas9, os investigadores estudaram variantes de arroz com proteínas do complexo inativas, incluindo ELF3-1, mas também ELF3-2 e LUX ARRHYTHMO (LUX). “As plantas sem estes componentes do Evening Complex nunca floriram, independentemente da duração dos períodos de luz, levando à conclusão que a atividade deste complexo é essencial para a indução da floração no arroz” explica o primeiro autor do artigo e estudante de Doutoramento do ITQB NOVA, Luís Andrade.
A próxima etapa passa por compreender a associação entre estas modificações nos componentes do ciclo circadiano e os diferentes tempos de floração observados entre as muitas variedades de arroz.
O artigo foi publicado originalmente em Vida Rural.
