A expressão de citocininas oxidases em raízes de arroz altera a morfologia radicular e aumenta a eficiência de aquisição de nutrientes

Abstract

O hormônio vegetal citocinina é reconhecidamente um importante regulador do sistema radicular das plantas. Pesquisas sugerem que uma redução na quantidade de citocinina na raiz pode provocar um aumento do tamanho do sistema radicular. Diferentes estratégias têm sido empregadas para a redução da quantidade de citocinina em raízes de plantas. Neste trabalho estudou-se o efeito da superexpressão de genes que codificam para citocininas oxidases (OsCKX) em raízes de arroz sobre a morfologia e arquitetura radicular, bem como a eficiência de aquisição de nutrientes. Os genes OsCKX2 e OsCKX5 foram fusionados ao promotor Rcc3 que promove uma expressão forte e específica em raízes de arroz. Foram obtidas várias linhagens de plantas de arroz transformadas com as construções gênicas PRcc3:OsCKX2:3xHA e PRcc3:OsCKX5:3xHA. Ambas as construções promoveram características desejáveis de morfologia do sistema radicular das plantas, como: maior volume, comprimento, área de projeção e número de ápices radiculares. Um experimento em casa-de-vegetação foi conduzido com plantas PRcc3:OsCKX5:3xHA em solo de baixa fertilidade (Planossolo) para avaliar a eficiência de aquisição de nutrientes e parâmetros morfológicos do sistema radicular. A expressão do gene OsCKX5 sobre o controle do promotor Rcc3 provocou um aumento de mais de 150 vezes na expressão deste gene nas raízes das plantas transformadas quando comparadas às plantas não transformadas, sem contudo, afetar os níveis de expressão na parte aérea. A expressão específica na raiz do gene OsCKX5 resultou em um sistema radicular mais desenvolvido sem comprometer o crescimento da parte aérea. De modo geral, as plantas transformadas (L#48 e L#49) apresentaram maiores valores de massa de raízes, profundidade do sistema radicular e maior relação raiz/parte aérea. Como consequência, demonstraram ser mais eficientes na absorção de macronutrientes (N, P, K, Ca e Mg) e micronutrientes (Fe e Zn) apresentando maiores teores e conteúdos destes nutrientes nas raízes e nas folhas. Os resultados indicam que a expressão específica na raiz do gene OsCKX5 resulta em maior crescimento do sistema radicular e absorção mais eficiente de nutrientes em solos de baixa fertilidade.