Etileno ajuda raízes a romper solo compactado

Raízes de plantas conseguem adaptar-se a solos compactados com um mecanismo semelhante ao usado em projetos de engenharia para evitar o colapso de estruturas. A descoberta pode ajudar no desenvolvimento de culturas mais resistentes à compactação do solo causada por máquinas agrícolas e mudanças climáticas.

A pesquisa mostra que, diante da compactação, as raízes das plantas engrossam e reforçam a camada externa. Esse aumento de diâmetro, combinado à rigidez da parede celular, transforma a raiz em uma espécie de cunha biológica capaz de romper o solo denso.

Hormônio etileno

O processo é ativado pelo acúmulo do hormônio etileno ao redor da raiz, que dispara uma cadeia de reações bioquímicas. Esse hormônio induz a expressão do fator de transcrição OsARF1 no córtex da raiz. O OsARF1 suprime genes responsáveis pela produção de celulose, como OsCESA5, OsCESA6 e OsCESA8, o que reduz a rigidez da parede celular nessa camada interna.

Com menos celulose, as células do córtex se expandem radialmente. A raiz engrossa, mas sem perder flexibilidade, facilitando a penetração no solo. Ao mesmo tempo, a camada mais externa (epiderme) ganha espessura e rigidez, o que evita o colapso da estrutura e mantém a estabilidade da raiz durante o crescimento.

Experimentos com arroz

Experimentos com arroz confirmaram esse mecanismo. Mudas geneticamente modificadas para produzir mais OsARF1 conseguiram crescer melhor em solo compacto. Já plantas com mutações nos genes de síntese de celulose também mostraram maior capacidade de penetração no solo, com raízes mais grossas e paredes celulares mais finas no córtex.

O estudo sugere que a regulação diferencial entre córtex e epiderme segue o mesmo princípio usado na engenharia de tubos: paredes externas espessas para estabilidade e diâmetro maior para resistir ao colapso. A descoberta amplia as possibilidades para o melhoramento de culturas adaptadas a solos degradados, com foco na arquitetura radicular e na regulação hormonal.

Outras informações em doi.org/10.1038/s41586-025-09765-7