Desafios da ciência

Produtividade é o grande objetivo dos novos processos testados pela Embrapa.

Em busca de mais eficiência e produtividade, as pesquisas avançam para adaptar novas características às plantas de arroz. Na Embrapa Clima Temperado de Pelotas (RS), os pesquisadores estão tentando fazer uma reengenharia genética no DNA do arroz para aumentar sua produtividade. O ponto de partida dos estudos é o aumento nas taxas fotossintéticas (forma como a planta absorve energia da luz para se desenvolver). Para isso, o arroz precisa ganhar genes que fazem uma melhor conversão de luz em energia, caso das plantas classificadas no grupo C4. O arroz é uma gramínea do grupo C3. 

Para entender a pesquisa, é preciso saber que há três tipos de assimilação fotossintética pelas plantas. Os grupos são: C3 (caso do arroz), C4 (caso do milho) e CAM (caso dos cactos das regiões áridas e quentes). A vantagem das plantas C4 em relação às C3 é a maior taxa de fotossíntese obtida com a radiação solar. O pesquisador Ariano Magalhães Júnior, da área de melhoramento do arroz irrigado da Embrapa, explica que a maior eficiência do arroz na conversão de luz em energia significa a quebra dos atuais patamares de produtividade, em um futuro bem próximo. 

O pesquisador explica que as plantas C3 são limitadas pelo CO2, ou seja, mesmo havendo uma abundância de luz, a conversão dessa radiação em energia é muito lenta. As plantas C4 superam esta limitação, utilizando o CO2 disponível de forma mais eficiente. A explicação técnica para a espécie C4 ter maior apro-veitamento da radiação está na fotorrespiração, que nessas plantas é um processo quase ausente, ou seja, a fotossíntese não é inibida pela alta concentração de CO2 em altas temperaturas e irradiações. 

As espécies C4 possuem uma série de atributos anatômicos e fisiológicos que as caracterizam como plantas mais resistentes a estresses ambientais e mais produtivas do que as plantas C3. O arroz é uma gramínea C3 com anatomia foliar bem parecida com as gramíneas C4, mas tem diferenças que a impedem de ter o mesmo metabolismo dessas semelhantes. É por isso que os pesquisadores da Embrapa estão buscando a transferência de genes das plantas C4 para cultivares comerciais de arroz.

Observação
Para a manutenção da vida é preciso um constante fornecimento de energia. Uma diferença fundamental entre plantas e animais é a forma como é obtida essa energia. Os animais retiram dos alimentos os compostos orgânicos, enquanto que a energia química é obtida através da respiração. Plantas verdes absorvem energia em forma de luz a partir do sol, convertendo a radiação em energia química através da fotossíntese.

Fique de olho
Em latitudes de clima temperado, as folhas da maioria das plantas mostram saturação de luz ao redor de 25% do total de iluminação solar. Em terras baixas tropicais, onde a radiação pode ser quase o dobro do que em zonas temperadas, as folhas de muitas espécies herbáceas e arbustivas não mostram saturação de luz. Essas espécies tropicais, incluindo o milho e a cana-de-açúcar (ambas C4), apresentam taxa de fotossíntese bastante elevada, um contraste com a maioria das outras espécies, que pertencem ao grupo das plantas C3, como o arroz.

História

 O aumento na produção de arroz irrigado ocorreu principalmente a partir da adoção de cultivares semi-anãs de alta produtividade nas lavouras. As pesquisas mundiais revelam que o teto médio de produtividade das atuais cultivares de arroz irrigado, de porte semi-anão, é de aproximadamente 10 toneladas por hectare. No final de década de 70, uma nova arquitetura de plantas permitiu que o potencial de produtividade do arroz duplicasse, quando foram então lançadas no Rio Grande do Sul as cultivares BR Irga 409 e BR Irga 410. Essas plantas caracterizam-se pela baixa estatura, alto perfilhamento, colmos fortes e folhas eretas e verde-escuras, características extremamente efetivas no aumento da produtividade das áreas. Com todas as modificações, nos últimos anos, somente incrementos periféricos ocorreram no potencial de produtividade do arroz. A pesquisa para introduzir características de planta C4 no arroz, que é C3, é considerada o avanço mais significativo que está sendo preparado nos últimos anos para a orizicultura.

Questão básica
O pesquisador Ariano Magalhães Júnior explica que as técnicas de engenharia genética permitem incorporar características de um organismo sem a destruição da base genética da planta. “As ferramentas de transformação genética possibilitam a introdução de genes selecionados em plantas para o desenvolvimento de novos genótipos. Com isso, é possível obter características desejadas numa determinada cultivar, tal como o aumento da eficiência fotossintética”, frisa Magalhães Júnior. Da teorização para a realidade, hoje a ciência já conta com plantas transgênicas de arroz que têm genes extraídos do milho e proporcionam, entre outras vantagens, esse melhor aproveitamento da radiação solar.