Aviso: Esta página é uma tradução automática da página original em inglês. Por favor note uma vez que as traduções são geradas por máquinas, não tradução tudo será perfeita. Este site e suas páginas da Web destinam-se a ler em inglês. Qualquer tradução deste site e suas páginas da Web pode ser imprecisas e imprecisos no todo ou em parte. Esta tradução é fornecida como uma conveniência.

Os pesquisadores encontram como as plantas deficientes do ferro se protegem de luz prejudicial

Os pesquisadores identificaram como as plantas deficientes do ferro se protegem de luz prejudicial, de acordo com um estudo de Dartmouth.

O estudo, publicado nas continuações da Academia Nacional das Ciências, mostra como as plantas que faltam o ferro aperfeiçoam a fotossíntese, e descreve os processos genéticos que regulam a protecção clara nas plantas que faltam suficientes níveis do mineral.

Nós estamos tentando identificar os genes a jusante que controlam a eficiência da captação e da conversão da luz solar nas plantas. Este estudo adiciona ao que nós sabemos sobre como as plantas respondem à mudança ambiental em um momento crítico para nossa cadeia alimentar humana.”

Mary Lou Guerinot, investigador sénior e professor de ciências biológicas na faculdade de Dartmouth

Passe é importante nos seres humanos para o transporte do oxigênio no sangue e é um cofactor chave para muitas reacções enzimáticos que incluem a geração da energia nas mitocôndria. De acordo com a pesquisa mencionada no estudo, a deficiência de ferro é a desordem nutritiva a mais predominante nos seres humanos.

O ferro é igualmente um nutriente importante para plantas. A deficiência de ferro limita severamente a fotossíntese, conduzindo aos rendimentos diminuídos.

Desde que a maioria de povos obtêm a maioria de seus calorias e nutrientes das plantas, é importante que os pesquisadores compreendem como as plantas processam o mineral.

De “a deficiência ferro tem muitos efeitos adversos na fotossíntese,” disse Guerinot. “É crítico que as plantas obtêm suficientes níveis de ferro ao igualmente ajustar o metabolismo para compensar reduziram a disponibilidade do ferro e reduziram a eficiência fotossintética.”

De acordo com o papel, o sistema da tomada do ferro nas plantas é regulado por uma cascata das actividades, muitas de que foram descobertos pelo laboratório do Guerinot de Dartmouth. Durante a deficiência de ferro, as plantas alteram a expressão dos genes para aumentar a tomada, a distribuição, e a utilização do ferro.

Quando muito for sabido sobre a resposta à deficiência de ferro em raizes da planta, está sabido pouco sobre o regulamento da resposta da deficiência de ferro nas folhas.

A pesquisa centra-se sobre o “photosystem II,” o complexo da proteína que executa o processo derachadura de fotossíntese que permite que a energia clara seja convertida na energia química nas folhas. De acordo com o papel, o photosystem II é um alvo principal de dano ao cloroplastos nas folhas deficientes do ferro. Cloroplastos; onde a fotossíntese da produção de energia ocorre em uma planta; a loja 90% do ferro na planta sae.

“Muitas estratégias para aperfeiçoar o uso do ferro foram documentadas, mas nós conhecemos razoavelmente pouco sobre os mecanismos de como o cloroplastos se adapta à deficiência de ferro antes deste estudo,” dissemos Garo Akmakjian, um aluno de doutoramento em Dartmouth quando o trabalho foi realizado e autor principal do papel.

A equipa de investigação reduziu sua investigação seguindo a causa do descoramento luz-induzido da folha que foi observado durante a deficiência de ferro em um mutante que não fizesse a proteína reguladora ILR3. O descoramento geralmente é observado durante do “o esforço destaque” nas plantas e deu aos pesquisadores um indício que estas plantas do mutante eram agora mais sensíveis à luz.

O estudo mostra que as proteínas reguladoras ILR3 e PYE protegem plantas de absorver demasiada luz durante a deficiência de ferro. As mudanças na estrutura interna do cloroplastos sob o controle destas proteínas permitem o reparo do photosystem II, impedindo a produção de espécie reactiva prejudicial do oxigênio.

“Nós encontramos que a luz adicional pode fazer com as folhas descorem e morram durante a deficiência de ferro, mas a actividade de ILR3 e de PYE impede a luz se torne tóxica, permitindo que a fotossíntese ocorra sem o dano de tecido associado em plantas ferro-esfomeados,” disse Akmakjian, agora um pesquisador pos-doctoral no University of California, Riverside.

A equipa de investigação espera que aquela compreender como as plantas se adaptam sua maquinaria fotossintética durante a deficiência de ferro pode conceder a pesquisadores aperfeiçoar o crescimento vegetal nos solos onde o ferro não é bioavailable.

“Com alterações climáticas, onde e como nós crescemos colheitas está mudando,” disse Guerinot. “No futuro, nós não teremos o luxo somente de colheitas crescentes nos solos férteis ricos nos nutrientes e com abundância da água.”

Source:
Journal reference:

Akmakjian, G. Z., et al. (2021) Photoprotection during iron deficiency is mediated by the bHLH transcription factors PYE and ILR3. Proceedings of the National Academy of Sciences. doi.org/10.1073/pnas.2024918118.