Um estudo recente sobre plantas leguminosas descobriu o papel dos peptídeos do HOMEM DE FERRO (IMA) na facilitação da coleta de ferro nos nódulos radiculares durante a simbiose rizobiana. Este processo é vital para a fixação de nitrogênio, um aspecto fundamental do crescimento das plantas e da homeostase do nitrogênio. Crédito: SciTechDaily.com
Os peptídeos IMA em leguminosas melhoram a aquisição de ferro para a fixação de nitrogênio, oferecendo insights sobre práticas agrícolas sustentáveis.
As leguminosas possuem um mecanismo (simbiose rizóbia) para adquirir eficientemente nitrogênio, que é um macronutriente essencial para o crescimento, por meio da bactéria fixadora de nitrogênio rizóbio. Os nódulos radiculares são órgãos nas raízes das plantas que facilitam a relação simbiótica. Os rizóbios colonizam esses nódulos e fixam o nitrogênio convertendo o nitrogênio do ar em amônia. O ferro é necessário para as enzimas que catalisam a fixação do nitrogênio; entretanto, onde e como o ferro é transportado para o nódulo e usado para fixação de nitrogênio é em grande parte desconhecido.
Descobrindo o papel dos peptídeos IMA
Neste estudo, usando a planta modelo de leguminosa Lótus japonicus, foi realizada uma análise do transcriptoma com base no status de nitrogênio no corpo da planta durante o processo de simbiose rizobial. Peptídeos do HOMEM DE FERRO (IMA) que consistem em aproximadamente 50 aminoácidos foram identificados, que funcionam sistemicamente (sistemas caulinar e radicular) para coletar ferro nos nódulos após infecção por rizóbios.
Insights da análise comparativa
Além disso, a função dos peptídeos IMA foi analisada em L. japonicus e Arabidopsis thaliana, uma planta desprovida de simbiose rizobiana. Em ambas as plantas espéciesos peptídeos IMA mantiveram a homeostase do nitrogênio através da obtenção de ferro em resposta ao aumento das concentrações de nitrogênio no corpo da planta, regulando assim o crescimento da planta.
O grupo de pesquisa identificou anteriormente um mecanismo de regulação da simbiose rizobiana em resposta à presença de nitrogênio no solo. Este estudo baseia-se em estudos anteriores, esclarecendo o mecanismo subjacente de aquisição de ferro em resposta ao nitrogênio, o que fornece mais informações sobre os mecanismos de adaptação das plantas ao meio ambiente.
Contribuições para práticas agrícolas sustentáveis
Estas descobertas são promissoras para o desenvolvimento de novas tecnologias que contribuam para uma sociedade sustentável, maximizando a capacidade das plantas para a simbiose microbiana em termos de utilização de nutrientes.
Referência: “Os peptídeos IMA regulam a nodulação radicular e a homeostase do nitrogênio, fornecendo ferro de acordo com o status interno do nitrogênio” por Momoyo Ito, Yuri Tajima, Mari Ogawa-Ohnishi, Hanna Nishida, Shohei Nosaki, Momona Noda, Naoyuki Sotta, Kensuke Kawade, Takehiro Kamiya, Toru Fujiwara, Yoshikatsu Matsubayashi e Takuya Suzaki, 29 de janeiro de 2024, Comunicações da Natureza.
DOI: 10.1038/s41467-024-44865-4
Esta pesquisa foi apoiada por bolsas KAKENHI do Ministério da Educação, Cultura, Esportes, Ciência e Tecnologia (JP20H05908 e JP23H02495 para TS); Programa JSTMirai (JPMJMI20E4) para TS
