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Um simples experimento de reprodução, combinado com análise genética, pode descobrir rapidamente genes que promovem a cooperação e maiores rendimentos de populações de plantas, de acordo com um novo estudo publicado em 29 de novembro na revista de acesso aberto. PLOS Biologia, por Samuel Wuest da Universidade de Zurique e Agroscope, Suíça, e colegas. Os resultados têm o potencial de aumentar rapidamente a produtividade das culturas por meio de métodos convencionais de melhoramento.
Na teoria clássica da evolução, os indivíduos competem, e aqueles com os genes mais competitivos criam mais descendentes que carregam os mesmos genes vencedores. Isso representa um desafio para os criadores de plantas, que muitas vezes se deparam com a seleção de plantas que cooperam, em vez de competir. Em uma monocultura densa de milho ou trigo, o rendimento geral pode ser melhorado se os indivíduos evitarem crescer muito alto ou espalhar suas folhas muito largas (a “Revolução Verde” de meados dos anos 20º século foi em grande parte dependente da introdução de alelos de nanismo nos principais grãos de cereais).
Descobrir os alelos (versões de genes que diferem entre os indivíduos) que podem promover a cooperação é um desafio, mas os autores criaram um sistema para revelá-los. Em alinhamento com a teoria dos jogos, os autores argumentaram que o genótipo mais cooperativo terá melhor desempenho com vizinhos cooperativos semelhantes, mas terá um desempenho ruim quando enfrentar vizinhos egoístas e altamente competitivos. Eles usaram a planta modelo Arabidopsis para comparar o desempenho de uma determinada planta quando cultivada com outro indivíduo geneticamente semelhante (modelando uma monocultura) com seu desempenho quando cultivada com um conjunto de genótipos “testadores”, que variavam em suas estratégias de crescimento. Ao determinar o vigor geral de cada planta (medido pela biomassa acima do solo) e a diferença entre seu crescimento nas duas situações, eles puderam ver quais plantas maximizaram a capacidade de crescer rapidamente e a capacidade de cooperar com indivíduos geneticamente semelhantes. para que seus vizinhos também crescessem bem.
Com esses dados em mãos, eles usaram dados de polimorfismo de todo o genoma publicados para encontrar os genes associados ao traço cooperativo. Eles descobriram que estava mais fortemente associado a um pequeno grupo de polimorfismos ligados e, em particular, a um alelo menor em um gene. Quando plantas portadoras desse alelo menor foram cultivadas próximas, elas produziram coletivamente 15% mais biomassa quando cultivadas em alta densidade do que plantas portadoras do alelo maior no mesmo locus. O efeito cooperativo foi acompanhado pela redução da competição radicular – as plantas adjacentes podem ter gastado menos energia invadindo as zonas radiculares de suas vizinhas em busca de nutrientes.
A mesma estratégia comparativa pode ser usada para descobrir alelos cooperativos para qualquer característica mensurável, disse Wuest. “Tal variação, uma vez identificada em uma cultura, pode ser rapidamente aproveitada em programas de melhoramento modernos e fornecer rotas eficientes para aumentar a produtividade”.
Wuest acrescenta: “As ideias que inspiraram este trabalho não são novas, na verdade, muitas foram formuladas décadas atrás. E, no entanto, o pensamento de que nós, humanos, uma das espécies mais cooperativas, também podemos lucrar tornando nossas colheitas mais cooperativas, ainda nos intriga hoje.”
Fonte da história:
Materiais fornecidos por PLOS. Observação: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e tamanho.
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