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Em sua forma mais simples, a pipoca é bastante descomplicada. A maioria das variedades de supermercado oferece a opção de duas cores de grãos, amarelo ou branco, e dois formatos de grãos, pontiagudos ou perolados. Quando estourado, o floco normalmente se expande em uma das duas formas: cogumelo ou borboleta. Mas há mais na pipoca do que aparenta. Uma nova pesquisa da Universidade de Illinois Urbana-Champaign revela uma riqueza de diversidade inexplorada à espreita no código genético da pipoca.
Analisando 320 linhas de pipoca disponíveis publicamente, os pesquisadores de ciências agrícolas encontraram variação em mais de 308.000 locais em todo o genoma. Essa diversidade pode ou não se traduzir em mais variedade de pipoca para os consumidores, mas algumas das diferenças podem ser importantes para melhorar o desempenho agronômico da cultura.
“Isso pode ser útil se as empresas de pipoca quiserem trazer material para diversificar seu germoplasma, que é super importante para coisas como resistência a doenças e tolerância a herbicidas. Mais trabalho precisa ser feito para identificar características de interesse, mas esse conjunto de dados abre essas possibilidades ”, diz o co-autor do estudo, Tony Studer, professor associado e criador de pipoca no Departamento de Ciências Agrícolas, parte da Faculdade de Ciências Agrícolas, do Consumidor e Ambientais de Illinois.
A equipe de Studer documentou as diferenças genéticas em um processo conhecido como genotipagem por sequenciamento, que restringe o foco dos esforços de sequenciamento genético às partes do genoma com mais informações. Diferenças, ou polimorfismos, entre linhagens de milho ocorreram no nível de nucleotídeos únicos, os blocos de construção do DNA.
populações de pipoca
Tendo identificado centenas de milhares de diferenças, a equipe pôde então agrupar linhagens de milho por padrões de polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs), permitindo que os pesquisadores fizessem inferências sobre parentesco. De acordo com a análise, as pipocas norte-americanas se enquadram em dois grupos: Um composto principalmente por tipos de pérolas amarelas, com pontas brancas e tipos latino-americanos caindo em um segundo grupo.
“Agrupar a pipoca com base em semelhanças genéticas nos permite observar a diversidade presente em cada grupo e prever melhor o desempenho dos cruzamentos entre as linhagens. Além disso, se um gene melhorar o desempenho, conhecer sua pertença ao grupo ajudará os criadores a incorporá-lo em seu programa, algo que espero que as empresas de pipoca aproveitem para melhorar seus produtos tanto do lado do consumidor quanto do lado do produtor”, diz Madsen Sullivan, estudante de doutorado em ciências agrícolas e primeiro autor do estudo.
Os resultados mostraram um alto nível de endogamia entre as pipocas amarelas peroladas. Isso significa menor diversidade genética e maior parentesco entre esse grupo. Embora isso tenha resultado em melhores características de estouro, o material do outro grupo provavelmente conterá versões de genes que poderiam ser úteis, mas não estão presentes nas pipocas de pérola amarela.
A análise também fornece um ponto de partida para descobrir a longa história de movimento da pipoca na América do Norte e no mundo. Studer diz que as primeiras pessoas a consumir milho provavelmente o comeram estourado, não com manteiga na espiga. Ele está trabalhando para rastrear as primeiras origens da pipoca em um estudo de acompanhamento.
Desmistificando a tolerância herbicida da pipoca
Com o código genético da pipoca explicado, os pesquisadores estavam ansiosos para enfrentar um mistério de longa data relacionado aos rótulos de aplicação de herbicida. O nicosulfuron tem matado ervas daninhas em campos de milho desde o início dos anos 1990, mas é rotulado apenas para híbridos de núcleo amarelo; os agricultores são especificamente advertidos contra o uso em pipoca de núcleo branco.
“Isso foi um sinal de alerta para mim, porque a cor do caroço não deveria ter nada a ver com a sensibilidade a herbicidas”, diz o co-autor Marty Williams, ecologista do USDA-ARS e professor afiliado de ciências agrícolas em Illinois. “A cor do kernel é controlada por genes em uma parte completamente diferente do genoma.”
Williams trabalhou com a equipe de Studer para testar 294 genótipos de pipoca de ambas as populações, o grupo pérola amarela e o grupo branco e latino-americano; aliás, nenhum grupo é exclusivamente amarelo ou branco, apesar de seus nomes. Os pesquisadores aplicaram nicosulfuron ao grupo de teste, bem como híbridos sensíveis e tolerantes de milho doce e pipoca como controles.
Embora o nicossulfurão tenha prejudicado mais pipocas de grãos brancos, o efeito não teve nada a ver com a própria cor do grão. Em vez disso, a sensibilidade ao nicosulfuron se correlacionou com a herança genética e a estrutura da população. Os tipos pontiagudos e latino-americanos eram mais sensíveis que as pérolas amarelas. No milho dent, o nicosulfuron é desintoxicado por um gene conhecido como nsf1. Os pesquisadores imediatamente procuraram o mesmo gene na pipoca, supondo que estaria ativo nos genótipos tolerantes.
“Esperávamos que o nsf1 surgisse na pipoca, mas, em vez disso, encontramos um conjunto totalmente diferente de genes que pareciam estar relacionados à tolerância ao nicossulfurão”, diz Studer. “Isso abre a possibilidade de um mecanismo alternativo para tolerância a herbicidas na pipoca, e estamos planejando dar continuidade a isso”.
Próximos passos
Williams recomenda que os criadores de pipoca usem essa pesquisa para melhorar a tolerância ao nicosulfuron e talvez a outros herbicidas em suas cultivares novas e existentes. Em última análise, os rótulos dos herbicidas poderiam ser atualizados para refletir a tolerância em toda a cultura, independentemente da cor do grão.
Os resultados do estudo do genoma poderiam melhorar as características agronômicas da pipoca? Studer diz que será necessário mais trabalho para rastrear o conjunto de dados em busca de características desejáveis, mas eventualmente as linhas de pipoca de elite poderão ser desenvolvidas e comercializadas por empresas de pipoca.
O estudo, “Diversidade genética do germoplasma de pipoca norte-americano e o efeito da estrutura populacional na resposta ao nicossulfurão”, foi publicado na Ciência da colheita [DOI: 10.1002/csc2.21039]. Madsen Sullivan, Marty Williams e Tony Studer são autores. A pesquisa recebeu financiamento da Universidade de Illinois, e Sullivan foi apoiado por uma bolsa da Illinois Corn Growers Association.
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