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Variedades de trigo de altura reduzida, ou semi-anãs, com melhor resistência à seca podem em breve ser cultivadas em campos em todo o mundo após uma descoberta científica emocionante.
Pesquisadores do John Innes Center, em colaboração com uma equipe internacional de pesquisadores, descobriram um novo gene redutor de altura Rht13, o que significa que as sementes podem ser plantadas mais profundamente no solo, dando acesso à umidade, sem o efeito adverso na emergência de mudas visto no trigo existente variedades.
Variedades de trigo com o gene Rht13 podem ser rapidamente cruzadas em variedades de trigo para permitir que os agricultores cultivem trigo de altura reduzida em condições de solo mais seco.
“Descobrimos um novo mecanismo que pode produzir variedades de trigo de altura reduzida sem algumas das desvantagens associadas aos genes semi-anões convencionais. A descoberta do gene, seus efeitos e localização exata no genoma do trigo significa que podemos fornecer criadores um marcador genético perfeito para permitir que eles criem um trigo mais resistente ao clima”, disse a líder do grupo John Innes Center, Dra. Philippa Borrill, autora correspondente do estudo.
O estudo, que aparece na Anais da Academia Nacional de Ciências (PNAS)sugere que os benefícios agronômicos adicionais do novo gene semi-anã podem incluir caules mais rígidos, mais capazes de resistir a climas mais tempestuosos.
Desde a década de 1960 e a “Revolução Verde”, os genes de altura reduzida aumentaram a produção global de trigo porque o trigo de caule curto que eles produzem coloca mais investimento nos grãos do que nos caules e melhorou a capacidade de pé.
No entanto, os genes da Revolução Verde criados no trigo também têm uma desvantagem significativa: quando essas variedades são plantadas mais profundamente para acessar a umidade em ambientes com escassez de água, elas podem não atingir a superfície do solo.
O recém-descoberto gene anão Rht13 supera esse problema de emergência de mudas porque o gene atua em tecidos superiores no caule do trigo. Assim, o mecanismo de nanismo só entra em vigor quando a muda está totalmente emergida. Isso dá aos agricultores uma vantagem significativa ao plantar mais fundo em condições secas.
A descoberta do gene de nanismo Rht13 foi possível graças aos recentes avanços na pesquisa genômica do trigo, principalmente a publicação em 2020 do Pan Genome, um atlas de 15 genomas de trigo coletados em todo o mundo.
Estudos anteriores haviam identificado o locus Rht13 – a região do DNA – localizado no cromossomo 7B no genoma do trigo, mas o gene subjacente não havia sido identificado.
Em colaboração com o grupo de Wolfgang Spielmeyer da CSIRO Australia, os pesquisadores usaram o sequenciamento de RNA e cromossomos para rastrear o novo gene de semi-anã.
Eles encontraram uma mudança de mutação de um ponto – uma única mudança de letra em uma sequência de DNA – e essa variação no locus Rht13 codifica um gene NB-LRR autoativo, um gene relacionado à defesa, que é ativado o tempo todo.
Experimentos testando os efeitos do gene em uma variedade de plantas de trigo transgênicas confirmaram que a variação Rht13 representa uma nova classe de gene de altura reduzida – mais comumente associado à resistência a doenças em oposição aos genes amplamente usados da Revolução Verde (Rht-B1b e Rht- D1b)) que estão associados a hormônios e, portanto, afetam o crescimento geral.
“Esta é uma descoberta empolgante porque abre uma nova maneira de usar esses genes NB-LRR autoativos na reprodução na agricultura”. explica o Dr. Borrill. “Em ambientes secos, o gene alternativo de altura reduzida permitirá que os agricultores semeiem em profundidade – e não tenham que apostar nas mudas emergentes. Achamos que os caules mais rígidos podem resultar em menos acamamento – onde os caules caem – e o a regulação positiva de um gene de nanismo relacionado a patógenos pode ajudar a aumentar a resposta de resistência a certos patógenos.”
O próximo passo dessa pesquisa será testar como esse gene funciona em diversos ambientes agronômicos do Reino Unido à Austrália. A equipe de pesquisa também está investigando como o mecanismo funciona e está explorando a hipótese de que pode ser devido a restrições moleculares na parede celular que impedem o alongamento.
Um gene NB-LRR autoativo causa nanismo Rht13 em trigo, aparece em PNAS.
Fonte da história:
Materiais fornecidos por Centro John Innes. Observação: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e tamanho.
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