“Meu laboratório tem trabalhado para identificar os mecanismos physiological da tolerância de alumínio da planta assim como sua base molecular,” disse Leon Kochian, autor sênior do papel, um professor da adjunção de Cornell da biologia da planta e diretor do Ministério da Agricultura dos E.U. --Planta do serviço de pesquisa da agricultura (USDA-ARS), solo e laboratório da nutrição em Cornell. “A razão que esta é significativa é lá é áreas extensivas das terras da terra que são altamente ácidas, com pH de 5 ou abaixo [o pH abaixo de 7 é considerado ácido]. A maioria destas áreas estão nos tropics ou no subtropics, onde muitos países em vias de desenvolvimento são encontrados.”

A pesquisa de Kochian mostra que em variedades alumínio-tolerantes do sorghum, as proteínas especiais na ponta da raiz liberam o ácido cítrico no solo em resposta à exposição de alumínio. O ácido cítrico liga os íons de alumínio muito eficazmente, impedindo que o metal tóxico incorpore as raizes.

Kochian e os colegas, incluindo o primeiro autor do papel, Jurandir Magalhaes, que recebeu seu Ph.D. de Cornell no laboratório de Kochian e dirige agora seu próprio laboratório no centro de pesquisa do milho e do Sorghum de Embrapa em Brasil, usaram o traço genético para identificar um único gene que codificasse uma proteína nova do membrana-transportador responsável para a liberação do ácido cítrico. O gene, descobriram, estão girados somente sobre para expressar a proteína e para transportar o ácido cítrico quando os íons de alumínio estão atuais no solo circunvizinho.

Os investigadores têm usado agora o gene do sorghum para projetar o thaliana alumínio-tolerante transgénico de Arabidopsis (uma planta pequena da mostarda usada na pesquisa da planta por causa de seu ciclo do genoma pequeno e de vida curta) e as plantas do trigo. O Sorghum é mais duro de transformar genetically, Kochian disse.

O clonagem baseado em mapas deste gene agronòmica importante no sorghum está ajudando o avanço esta espécie como um modelo para mais explorar os mecanismos da tolerância de alumínio e descobrindo soluções genéticas moleculars novas a melhorar colheitas, Kochian disse.

“Esta pesquisa igualmente tem implicações ambientais para aumentos mal necessários na produção alimentar em solos marginais em países em vias de desenvolvimento,” disse Kochian. “Por exemplo, se nós podemos aumentar a produção alimentar em terras existentes, poderia limitar a usurpação em outras áreas para a agricultura.”

A pesquisa é suportada na parte pelo programa de investigação colaborador da colheita da fundação de McKnight, pelo programa do desafio da geração, pelo National Science Foundation e pelo USDA-ARS.