Plantas ativam interruptor molecular para sobreviver a ondas de frio

Pesquisadores descobriram como plantas detectam quedas bruscas de temperatura e ativam resposta de sobrevivência. O mecanismo envolve degradação rápida de proteínas repressoras Aux/IAA. Essa degradação libera os reguladores ARF7 e ARF19. Eles ativam o gene CRF3. O processo reprograma o desenvolvimento radicular para resistir ao frio.

O estudo liderado pelo professor Jungmook Kim, Universidade Nacional de Chonnam, revelou que o estresse por frio reconfigura a sinalização hormonal. As proteínas Aux/IAA normalmente suprimem genes relacionados ao crescimento. Com a degradação induzida pelo frio, ARF7 e ARF19 ganham liberdade para ativar CRF3. Esse gene controla a arquitetura das raízes em condições adversas.

O frio também ativa a sinalização de citocinina. Essa via induz o gene CRF2. CRF2 e CRF3 trabalham juntos. Eles integram sinais ambientais e hormonais internos. Os dois genes ajustam a iniciação de raízes laterais sob estresse.

Experimentos com mutantes

Experimentos com mutantes confirmaram os achados. Em plantas com mutações duplas em ARF7 e ARF19, a expressão de CRF3 reduziu após horas de exposição ao frio. Mutantes em genes Aux/IAA apresentaram expressão elevada de CRF3. Testes em Nicotiana benthamiana mostraram degradação de proteínas IAA3 e IAA14 sob frio. O inibidor de proteassoma MG132 bloqueou essa degradação.

O mecanismo opera por via distinta da sinalização canônica de auxina. O frio induz degradação de Aux/IAA sem depender dos receptores clássicos de auxina. Um ligase E3 específico provavelmente media o processo.

Os resultados abrem perspectivas para a agricultura. Melhorar a sinalização de CRF2 e CRF3 pode gerar variedades com raízes estáveis em solos frios. Essas culturas mantêm crescimento inicial forte. Aumentam absorção de nutrientes. Reduzem necessidade de fertilizantes. Moléculas sintéticas ou bioestimulantes podem proteger plântulas em ondas inesperadas de frio.

Outras informações em doi.org/10.1111/jipb.70039