Nova abordagem melhora uso de nitrogênio
Um trabalho recente com a variedade Oryza sativa identificou um transportador de nitrato (NRT) que deve trazer uma solução ao uso de nitrogênio e o problema de florescimento
Fertilizantes de nitrogênio melhoram a quantidade de grão produzidos por hectare, mas o escape de nitrogênio e a volatização poluem a água e o ar. A produção de fertilizantes de nitrogênio também usa combustíveis fósseis. Os principais cultivos, como arroz e trigo, usam apenas 40% do fertilizante aplicado, o resto é perdido no ar, na água ou nos micróbios do solo. A aplicação de fertilizantes de nitrogênio atrasa o florescimento, deixando os cultivos vulneráveis ao clima frio de final de temporada, o que pode prejudicar o enchimento dos grãos. Os traços que podem aumentar a quantidade de grãos produzidos por plantas e permitem aos grãos madurarem mais precocemente melhorarão o rendimento e são importantes para sistemas de rotação e para o aumento da faixa geográfica do arroz em regiões de maior latitude. Apesar de que esses traços se provarão valorosos para cultivo de grãos, os melhoradores tiveram pouco sucesso nessa área.
Mas agora um trabalho recente com a variedade Oryza sativa identificou um transportador de nitrato (NRT) que deve trazer uma solução ao uso de nitrogênio e o problema de florescimento. Na planta, diferentes NRTs movimentam o nitrogênio do solo para as raízes e movem os componentes pelo vegetal. Alguns NRTs sentem os níveis de nitrogênio e desencadeiam reações. Um estudo de Wang, publicado na revista Plant Cell, demonstrou que o arroz OsNRT1.1A pode afetar tanto o uso de nitrogênio e o tempo de florescimento. Linhas mutantes sem esse transportador tem uso mais baixo de nitrato e amônia. Os mutantes mostraram uma menor indução de genes relacionados com a absorção e transporte de nitrato e amônia. Isso indicou que o OsNRT1.1A age tanto como um transportador e como um sensor de nitrogênio em plantas. Os mutantes produziram 80% menos grãos que o arroz comum e floresceram mais tarde.
Para melhorar o rendimento e o tempo de florescimento, os autores fizeram linhas de arroz que produziram mais OsNRT1.1A. As plantas com maior expressão de OsNRT1.1A eram mais verdes e produziram mais biomassa comparando com o arroz cultivado com a mesma quantidade de nitrogênio. Essas plantas também puxaram mais nitrato e amônio do que média dos experimentos de hidroponia. Em experimentos de campo de vários anos, as plantas com maior expressão de OsNRT1.1A demonstraram que melhoraram a produtividade em mais de 30%, e até 60% em alguns casos, em campos com altos e baixos níveis de fertilização de nitrogênio. Além disso, essas plantas floresceram de uma a duas semanas antes das plantas de arroz de controle.
O co-autor Chengcai Chu diz que “por quase 100 anos, o uso de fertilizantes de nitrogênio tem sido uma das forças mais efetivas na melhora de produtividade de cultivos. É estimado que mais de 120 milhões de toneladas de nitrogênio sejam usados mundialmente como fertilizantes anualmente, o que amplamente para poluição de nitrogênio. A aplicação de nitrogênio em altos níveis também efeitos como o atraso de florescimento e um período prolongado de maturação. O OsNRT1.1 pode trazer uma solução ao conflito entre a nutrição de nitrogênio e a maduração precoce, que são os dois traços mais desejados para a produção agrícola”.
A maior expressão do NRT de espécies gramíneas também melhoraram a produtividade de sementes e o uso de nitrogênio em plantas largas. Estes resultados promissores no laboratório e validados em vários anos no campo indicam que a expressão OsNRT1.1A tem o potencial para aumentar a produtividade e acelerar o florescimento, dois dos mais importantes traços buscados nos esforços de melhoramento de plantas em muitas espécies.
