Solos ácidos como os existentes nas regiões do cerrado brasileiro, em geral, possuem altos teores de alumínio solubilizado que, absorvidos pelas raízes das plantas, terminam por interferir no desenvolvimento dos cultivos. As extremidades das raízes, sendo as partes mais sensíveis à toxicidade do alumínio, são alvo importante da inibição do crescimento, afetando toda a planta. Mas o elemento químico também é transportado por meio do sistema vascular para os ramos e folhas, afetando a fotossíntese. Porém, o efeito sobre as partes aéreas ainda não é bem conhecido.

Para o estudo, foram utilizadas duas linhagens geneticamente homogêneas, mas uma delas especialmente sensível ao alumínio. Plântulas de cada linhagem foram divididas em dois grupos: um cultivado em solo normal (grupo controle), e outro em solo ácido (grupo de teste). Após cinco dias, o RNA total das amostras das folhas de cada grupo e linhagem foi extraído e sequenciado.

A exsudação (eliminação de líquidos) de ácidos orgânicos é a principal – e a mais estudada – forma de resistência pelas plantas aos altos teores do metal. Ácidos orgânicos como o citrato e o malato (participantes do ciclo de produção de energia a partir da quebra glicose) ligam-se a átomos de alumínio diminuindo seu efeito tóxico. Em acordo com esse processo, os RNAs dos genes ligados à produção desses ácidos estavam presentes em maior quantidade nas folhas das plantas cultivadas em solo ácido do que em solo normal. Estudo anterior do mesmo grupo, porém, não detectou essa alteração nas raízes de plantas de milho cultivados nas mesmas condições. Como a ponta das raízes é um local de importante atividade de exsudação de ácido orgânico, é possível que esses ácidos sejam produzidos nas folhas e eliminados pelas raízes.

Vários outros genes também foram afetados, como indicado pela maior ou menor presença de RNAs transcritos nas folhas das plantas cultivadas em solo ácido. De fato, um total de 688 genes apresentaram alteração em seu padrão de expressão em relação ao grupo controle, indicando uma modificação complexa do padrão de expressão gênica nas folhas. “Nossos dados indicam que as respostas da planta ao solo ácido com alto teor de alumínio não se restringem à raiz; mecanismos de tolerância também são encontrados nas partes aéreas da planta, mostrando que a planta inteira responde ao estresse”, relatam os autores no artigo.

Por exemplo, genes envolvidos na regulação do ciclo celular estavam mais ativos nas plantas do grupo de teste. Nas raízes de milho, é bem conhecido o efeito de altos teores de alumínio em inibir o crescimento. Já o significado dessa alteração na expressão gênica nas folhas não está claro, mas parece que nestas, ao contrário, a resposta é de proliferação celular em função dos genes envolvidos.

Além disso, genes relacionados à produção de hormônios também apresentaram alterações em sua expressão. Gene ligado à produção da giberelina – hormônio promotor do crescimento – apresentou atividade diminuída nas folhas das plantas cultivadas em solo ácido. Dois genes relacionados à produção de brassinoesteróides – hormônio envolvido em várias respostas ao estresse – apresentavam um maior número de RNAs transcritos.

Segundo os autores do artigo, os dados “abrem uma nova avenida para estudos mais aprofundados dos mecanismos de tolerância ao alumínio que atuam na folha, órgão que tem recebido pouca atenção até hoje”.