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Milho poderá ser cultivado em regiões frias

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Pesquisadores do Departamento de Ciências de Culturas e do Departamento de Biologia Genômica da Universidade de Ilinóis, EUA, desenvolveram um estudo com objetivo de conhecer a expressão e a atividade da enzima Piruvato Pi Diquinase, correspondente à alta tolerância e à assimilação de carbono pela Miscanthus giganteus.

A M.giganteus é uma gramínea perene de grande porte com um sistema radicular que captura grande quantidade de nutrientes, além disso, seu caule fornece cobertura para a fauna silvestre. Essa espécie possui outras vantagens por ter grande capacidade de “seqüestrar” carbono e promover a manutenção do solo. Comercialmente, vem sendo utilizada, no Reino Unido, com grande procura pelo mercado, pois é uma ótima fornecedora de energia limpa. Nos EUA e na Irlanda, tem sido pesquisado o desenvolvimento dessa espécie como fonte de biomassa para a produção de energia, que se daria pela combustão direta, através do etanol ou pela produção de outro biocombustível qualquer.

Essa espécie possui uma grande capacidade de estocar energia, dentre as do tipo C4, além de ter alta produtividade em climas frios e manter sua atividade fotossintética ativa a temperaturas abaixo de 6°C. Essa temperatura permite que a planta se mantenha durante um longo período em estado vegetativo, nas regiões com climas frios. Em comparação com o milho (Zea mays), por exemplo, essa mesma temperatura está bem abaixo do mínimo exigido pela planta. A compreensão dessa diferença entre as duas espécies ajudará na adaptação do milho a ambientes mais frios.   

As plantas do C4, entre elas o milho, o sorgo, e a cana-de-açúcar, diferem de plantas C3, como o trigo e o arroz, pela existência de outra via pela qual o gás carbônico pode ser incorporado. Este mecanismo, denominado via C4, tornou estas espécies mais eficientes na conversão da energia solar em matéria vegetal. A base dos estudos dos pesquisadores é a compreensão desse mecanismo C4, composto por quatro etapas.

As reações que fazem parte do mecanismo são catalisadas por uma enzima e, particularmente, em algumas dessas reações, há uma chamada Piruvato Fosfato Diquinase (PPDK, sigla em inglês), composta por duas partes. Os pesquisadores observaram o comportamento da enzima a temperaturas baixas e perceberam que houve uma separação das duas partes da molécula, o que não ocorreu com as outras três enzimas específicas. Ao examinarem a seqüência do gene que codifica a enzima, os pesquisadores não encontraram nenhuma diferença, obtendo o mesmo resultado ao analisarem o composto in vitro.         

Quando colocada nas mesmas condições, ou seja, no frio, a enzima apresentou diferentes comportamentos nas duas espécies. No milho, ela foi desaparecendo lentamente, ao mesmo tempo em que a capacidade da folha de reter o CO2, na fotossíntese, também diminuía. O inverso ocorreu com a M.giganteus, isto é, ela produziu mais enzima e as folhas mantiveram a capacidade fotossintética.       

Para entenderem essa diferença de comportamento, os pesquisadores clonaram o gene que expressa a enzima das duas espécies usando a bactéria E. Coli. Dessa forma, foi possível isolar grandes quantidades desta substância. Os pesquisadores concluíram que o aumento quantitativo do catalizador é um fator importante para a resistência da Miscanthus ao frio. Os resultados obtidos mostram a possibilidade de fazer com que a planta de milho produza, por mais tempo, maior quantidade da enzima em climas com temperaturas baixas.

  
04/09/2008
Arlei Maturano - Equipe Biotec AHG
 

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