Triagem para tolerância à seca

Screening for drought tolerance

A triagem para tolerância à seca em espécies de trigo é mais difícil do que parece. Muitas triagens de seca em estufas sofrem com questões confusas, como o tipo de solo e o conteúdo de umidade do solo resultante, densidade aparente e diferenças genéticas para características como massa da raiz, profundidade de enraizamento e tamanho da planta.

Além disso, como é muito difícil isolar o estresse da seca, alguns cientistas acham que encontrar um método de triagem repetível é quase impossível. Entretanto, um estudo piloto recente realizado pelo pesquisador Andrew Green pode provar que eles estão errados.

A BUSCA PELA REPETIBILIDADE

Green diz: "Houve tentativas anteriores de estudar intensivamente o estresse da seca, mas é difícil isolar o estresse da seca do calor, das doenças e de outros fatores." Green e seus orientadores, Dr. Gerard Kluitenberg e Dr. Allan Fritz, acreditam que o monitoramento do potencial de água (sucção do solo) no solo é a única maneira quantificável de impor um tratamento consistente e repetível. Com o desenvolvimento de uma curva de retenção de umidade do solo para um meio de crescimento homogêneo, eles acham que o tratamento de umidade pode ser mantido para isolar o estresse da seca. Green diz: "Nosso objetivo é desenvolver um sistema de triagem repetível que nos permita ter certeza de que o que estamos vendo é uma resposta real à seca antes que o trabalho de integração desses genes ocorra, já que esse é um processo muito longo e tedioso."

POR QUE ISSO NÃO FOI FEITO ANTES?

Andrew Green, como criador de plantas, acha que o problema está no fato de que a maioria dos geneticistas não são cientistas do solo. Ele diz: "Em experimentos anteriores, a triagem mais sofisticada contra a seca consistia em cultivar as plantas até um determinado ponto, parar de regá-las e ver quais delas viviam por mais tempo. Nunca houve uma abordagem colaborativa em que fisiologistas e cientistas do solo estivessem envolvidos. Por isso, os pesquisadores impuseram esse estresse severo e biologicamente irrelevante, o que basicamente se transformou em um estudo de desgaste." Green diz que espera, em sua pesquisa, usar o solo como um mecanismo de feedback para manter um nível de estresse que imite o que existe na natureza

A photograph of a research scientist holding a TEROS 21 sensor over rows of soil in a field

O ESTUDO PILOTO

Green usou sensores de conteúdo de água volumétricos METER, sensores de potencial matricial METER, bem como tensiômetros de coluna para monitorar as condições de umidade do solo em um experimento de estufa usando tubos de crescimento de cloreto de polivinila (PVC) de 182 cm de altura e meios de crescimento homogêneos. As medições foram feitas quatro vezes ao dia para determinar o conteúdo volumétrico de água, o potencial hídrico do solo, a senescência, a biomassa, o broto, a proporção de raízes, as características de enraizamento, os componentes de rendimento, o potencial hídrico das folhas, o conteúdo relativo de água das folhas e outras observações fisiológicas entre os tratamentos com limitação de umidade e os de controle.

MÍDIA DO SOLO: VANTAGENS E DESVANTAGENS

Para resolver o problema dos diferentes tipos de solo, Andrew e sua equipe escolheram um meio de correção de solo homogêneo chamado Profile Greens Grade, que foi amplamente estudado para uso no espaço e em outras aplicações. Green diz: "É um material muito poroso com um tamanho de partícula grande. É um ótimo meio de crescimento porque, no final do experimento, é possível separar as raízes da planta do meio do solo, e essas raízes podem ser medidas, fotografadas e estudadas em conjunto com os dados coletados." Green acrescenta, no entanto, que trabalhar com meios de solo não é perfeito: houve problemas de condutividade hidráulica, e os meios devem ser monitorados de perto.

O QUE HÁ DE ÚNICO NESTE ESTUDO?

Green acredita que, como o substrato era muito específico e seus sensores de potencial hídrico e de umidade do solo estavam localizados juntos, isso permitiu que ele determinasse se todas as curvas de liberação de umidade eram consistentes. Ele diz: "Tentamos empacotar essas colunas com uma densidade aparente uniforme e ficamos de olho nas coisas quando estamos regando, esperando que se mantenham consistentes em todas as profundidades. Até agora, tem funcionado muito bem: o teor de água e o potencial hídrico se repetem nas diferentes colunas."

PLANOS PARA O FUTURO

O estudo piloto de Green foi concluído na primavera e ele está se preparando para a versão ampliada do projeto: um teste replicado com parentes selvagens do trigo. Ele espera usar sensores de umidade do solo para tomar decisões automáticas de irrigação: ou seja, o potencial hídrico das colunas ativará doze válvulas solenoides que dispersarão a água para manter os materiais em sua zona de estresse alvo, ou potencial hídrico ideal. O OBJETIVO FINAL O objetivo final da pesquisa de Green é transformar espécies selvagens de trigo em formas produtivas que possam ser usadas como variedades cultivadas pelos agricultores. Ele está otimista quanto aos resultados de seu estudo piloto. Ele diz: "Com base nos dados muito pequenos e não replicados que temos até agora, acho que será possível desenvolver um método repetível para selecionar esses materiais. Com os dados que estamos vendo agora e as informações que estamos capturando sobre o que está acontecendo no subsolo, acho que será possível manter esses materiais em uma zona de estresse biologicamente relevante."

Descubra os sensores de conteúdo de água e de potencial hídrico do METER

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