A Universidade de Foshan é pioneira no método das nanopartículas para reduzir o cádmio nas culturas de arroz
Anúncios
A poluição por cádmio (Cd) constitui um desafio urgente para a agricultura mundial, em especial nas regiões dependentes da cultura do arroz como alimento básico. Mesmo em baixas concentrações, o Cd pode deslocar-se rapidamente através da via solo-culturas-homem e acumular-se em órgãos vitais, provocando lesões renais, perturbações ósseas e um aumento do risco de cancro. Dado que a contaminação do solo continua a aumentar devido às actividades industriais e à utilização excessiva de fertilizantes, é essencial para a segurança alimentar futura identificar estratégias seguras e escaláveis para reduzir a transferência de metais pesados para as culturas alimentares.
Para enfrentar este desafio, uma equipa de investigação liderada pelo Dr. Lin Tao, com o Dr. Xuecheng Sun, o Dr. Fangbai Li, o Dr. Min Yu e colegas do Centro Internacional de Investigação para a Biologia das Membranas Ambientais e do Departamento de Horticultura da Universidade de Foshan, Guangdong, China, examinou a forma como as nanopartículas de molibdénio (MoNPs) aplicadas foliarmente influenciam o transporte de cádmio, a sinalização celular e as respostas de desintoxicação no arroz. As suas descobertas demonstram como as MoNPs ajudam a proteger as plantas da toxicidade dos metais, alterando tanto as vias moleculares como os sistemas bioquímicos de defesa. O estudo, disponibilizado online no The Crop Journal em 23 de outubro de 2025, fornece uma nova compreensão mecanicista do alívio do stress assistido por nanopartículas em culturas alimentares.
"Descobrimos que as MoNPs pulverizadas foliarmente regulam negativamente os genes-chave envolvidos na absorção de cádmio e na modificação da parede celular, especificamente aqueles ligados ao transporte de Cd e à metil-esterificação da pectina", diz Tao. "Este duplo efeito regulador reduz significativamente a acumulação de Cd nos tecidos radiculares, limitando a quantidade que pode eventualmente atingir os grãos".
"O nosso trabalho mostra que as MoNPs foliares actuam a vários níveis de regulação para bloquear a passagem de metais tóxicos para os órgãos comestíveis das plantas", afirma Yu. "Isto representa uma estratégia eficiente e escalável para proteger o arroz cultivado em solos contaminados".
Para além do transporte de metais, o estudo centrou-se no stress oxidativo - uma das principais consequências da toxicidade do Cd. Utilizando imagens detalhadas, a equipa descobriu que o peróxido de hidrogénio e os radicais hidroxilo, duas espécies reactivas de oxigénio (ROS) que desencadeiam lesões celulares graves, se acumulam principalmente nas zonas de alongamento e de maturação das raízes do arroz, especialmente nos locais de ligação entre células vizinhas. Este mapeamento espacial preciso avança o conhecimento fundamental sobre onde e como os danos oxidativos se formam inicialmente nas raízes vivas.
Outra descoberta fundamental envolveu a regulação de homólogos de oxidase de explosão respiratória (RBOHs) - proteínas da membrana plasmática responsáveis pela produção de ROS. Sob stress de Cd, as plantas de arroz não tratadas mostraram uma acumulação excessiva de RBOH, criando picos perigosos de ROS. A aplicação de MoNP suprimiu a expressão do gene OsRBOHs, diminuindo a localização de RBOH na membrana plasmática e prevenindo explosões oxidativas destrutivas. Ao mesmo tempo, as MoNPs aumentaram o ciclo ascorbato-glutatião (ASA-GSH), uma via de defesa antioxidante central, melhorando a capacidade da planta para neutralizar as ROS. "Ao estabilizar o ambiente oxidativo da planta, as MoNPs apoiam o crescimento normal, mesmo quando os contaminantes do solo estão presentes", diz Sun.
Os potenciais benefícios agrícolas são prometedores. O tratamento foliar com MoNP oferece aos agricultores uma solução prática e de baixo consumo que pode ser facilmente integrada nos sistemas de cultivo existentes. Ao controlar o transporte de Cd na fonte, a interface da raiz da planta, este método reduz o movimento de toxinas para a cadeia alimentar. Em regiões onde a limpeza do solo é economicamente inviável, estas inovações podem ajudar a salvaguardar a saúde pública, reduzindo a exposição ao Cd na dieta.
Olhando para o futuro, a investigação também estabelece os conhecimentos fundamentais para a proteção das culturas com base na nanotecnologia contra múltiplos stresses abióticos. "O trabalho da equipa de mapeamento da distribuição das ROS apoplásticas ao longo de ápices radiculares inteiros constitui uma referência inestimável para os cientistas que estudam a sinalização do stress sob salinidade, seca ou outras pressões ambientais", afirma Tao. "Os insights deste estudo podem apoiar uma nova geração de estratégias agronômicas sustentáveis projetadas para proteger o rendimento das safras e garantir alimentos mais seguros nos próximos 5 a 10 anos."
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
Publicação original
Outras notícias do departamento ciência
