Planta do cerrado revela a pesquisadores que alumínio pode ser aliado no desenvolvimento vegetal

Uma espécie nativa do Cerrado brasileiro tem contribuído para ampliar o entendimento científico sobre o papel do alumínio no metabolismo das plantas. Pesquisadores identificaram mais de 1.200 proteínas nas folhas de Qualea dichotoma, conhecida popularmente como pau-terra, árvore que não apenas tolera o metal, mas depende dele para crescer. Os resultados fazem parte do estudo “Aluminum-induced proteomic responses in Qualea dichotoma (Mart.) Warm: a dataset descriptive analysis”, publicado em março deste ano na revista internacional Scientific Reports, revista indexada na Nature Portifólio.

 Plantas de Qualea dichotoma com cento e vinte dias de idade (30 dias de germinação + 90 dias de tratamento) cultivadas com e sem suplementação de alumínio. A: Planta cultivada sem suplementação de alumínio em solução nutritiva MS 1/5. B: Planta suplementada com alumínio (150 μm de AlCl3).

A pesquisa foi desenvolvida entre 2018 e 2023 por pesquisadores vinculados à Universidade de Brasília (UnB), Instituto de Biologia, Departamento de Botânica e Laboratório de Biologia Molecular de Plantas – Natália Faustino Cury, Darislene de Sousa Ericeira Moreira, Michelle de Souza Fayad André, Wagner Fontes, Marcelo Valle de Sousa & Luiz Alfredo Rodrigues –, e do Instituto Federal do Pará (IFPA), professora Laísa Maria de Resende Castro. Apresenta o primeiro inventário proteômico da espécie Qualea dichotoma. O inventário foi feito com base na comparação de folhas cultivadas com e sem suplementação de alumínio, permitindo observar como a planta responde ao metal em condições típicas de solos ácidos. A análise revelou que o alumínio, geralmente tóxico para a maioria das culturas agrícolas, desempenha papel essencial no desenvolvimento do pau-terra.

 Diagrama mostrando a distribuição de proteínas identificadas em folhas de Qualea dichotoma (Mart.) Warm. 

Proteínas indicam adaptação ao alumínio

A análise comparativa utilizou dois bancos de dados — Uniprot Myrtales e o genoma de Qualea grandiflora — para garantir maior confiabilidade na identificação das proteínas. “Essa espécie ainda não tem o sequenciamento completo do genoma, por isso, foram necessários dois bancos de dados para confiabilidade dos dados”, confirma Professora Laísa Castro. Entre os principais achados, destacam-se proteínas associadas ao metabolismo primário, à produção de energia e ao ciclo do ácido tricarboxílico, além de proteínas relacionadas à resposta celular a estímulos e ao estresse oxidativo.

Os dados também revelaram a presença de proteínas com funções ligadas à desintoxicação celular e à atividade antioxidante. Um dos destaques foi a proteína glutaredoxina-dependent peroxiredoxina, associada a processos de detoxificação e à neutralização de espécies reativas de oxigênio.

Segundo a pesquisadora Laísa Castro, a proteína glutaredoxina-dependent peroxiredoxina foi a que mais chamou atenção dos pesquisadores neste estudo. “Essa proteína está na categoria de detoxificação celular e relacionada às atividades de peroxidase e atividade antioxidante, as quais são essenciais na neutralização de espécies reativas de oxigênio (ROS) geradas pelo acúmulo de alumínio”.

No entanto, como o estudo tem caráter descritivo, os resultados representam um primeiro passo para compreender, em nível molecular, a relação entre a planta e o metal.

Potencial biotecnológico e implicações para a agricultura

O estudo reforça o potencial do Cerrado como fonte de inovação científica. Com cerca de dois milhões de quilômetros quadrados, o bioma abriga espécies com características únicas, capazes de inspirar aplicações biotecnológicas. A adaptação da Qualea dichotoma ao alumínio chama atenção por contrastar com práticas agrícolas amplamente utilizadas, como a calagem, que reduz a acidez do solo e a disponibilidade desse metal. Embora essencial para a maioria das culturas agrícolas, essa técnica pode afetar espécies nativas adaptadas a solos naturalmente ácidos.

O estudo concluiu que o pau-terra, árvore típica de região de cerrado, consegue não apenas tolerar a presença do alumínio no solo, mas necessita dele para crescer e se desenvolver. Porém, na ausência de Al, foi observado que a espécie reduziu o crescimento e desenvolvimento fisiológico. De acordo com a pesquisadora, espécies adaptadas a solos ácidos, como o pau-terra, podem contribuir para o desenvolvimento de culturas mais resistentes a essas condições. A biotecnologia, nesse contexto, pode ser utilizada para transferir ou induzir características de tolerância ao alumínio em plantas de interesse agrícola, ampliando sua produtividade em solos naturalmente ácidos.

 Caminhos para pesquisas futuras.

 Os resultados abrem novas perspectivas para a biotecnologia, especialmente no desenvolvimento de culturas agrícolas mais tolerantes a solos ácidos. “Compreender os mecanismos moleculares associados ao uso do alumínio pode ajudar a reduzir a dependência de práticas como a calagem”, destaca Laísa Castro.

A pesquisadora aponta que estudos futuros podem integrar análises genômicas, proteômicas e metabólicas para aprofundar o entendimento desses processos. Entre os temas de interesse estão a identificação de genes e proteínas-chave responsáveis pela absorção, transporte e armazenamento do alumínio em plantas nativas.

Ciência e conservação do Cerrado

Além das contribuições científicas, o estudo chama atenção para a importância da conservação do Cerrado. O bioma enfrenta pressão crescente: em 2023, concentrou a maior parte da área desmatada no Brasil.

Para a pesquisadora Laísa Castro, investir em pesquisas com espécies nativas é essencial para valorizar a biodiversidade brasileira. “Trabalhar com plantas do Cerrado mostra, na prática, o quanto ainda temos a descobrir”, afirma. Segundo ela, ampliar o conhecimento sobre essas espécies é fundamental não apenas para a ciência, mas também para o desenvolvimento de soluções sustentáveis alinhadas às condições naturais dos solos brasileiros.