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Trigo contendo DNA exótico de parentes selvagens se beneficia de rendimentos até 50% maiores em clima quente em comparação com linhagens de elite sem esses genes.
Após um ano em que os recordes de temperatura foram quebrados, a pesquisa do Earlham Institute em Norwich, em colaboração com o International Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT), oferece a esperança necessária para melhorar a resiliência das culturas e a segurança alimentar diante das mudanças climáticas .
Os testes de campo no México também enfatizam a importância da diversidade genética em culturas-chave, onde décadas de reprodução seletiva reduziram sua capacidade de adaptação a um planeta em rápido aquecimento.
Há uma incerteza crescente sobre a capacidade das principais culturas alimentares de continuar a atender à demanda global à medida que as temperaturas aumentam e os eventos climáticos se tornam mais extremos.
O trigo fornece mais calorias globais do que qualquer outra cultura, mas a maior parte do trigo cultivado em todo o mundo tem variação genética limitada, tornando-o vulnerável aos impactos das mudanças climáticas.
“O trigo é responsável por cerca de 20% das calorias consumidas globalmente e é amplamente cultivado em todo o mundo”, diz o professor Anthony Hall, autor do estudo e líder do grupo no Earlham Institute. “Mas não sabemos se as plantações que estamos plantando hoje serão capazes de lidar com o clima de amanhã.
“Para piorar a situação, o desenvolvimento de novas variedades pode levar uma década ou mais, então agir rapidamente é vital”.
Em colaboração com o CIMMYT, os pesquisadores do Earlham Institute montaram um experimento de campo de dois anos no deserto mexicano de Sonora. Eles estudaram 149 linhagens de trigo, variando de linhagens de elite amplamente utilizadas até aquelas criadas seletivamente para incluir DNA de parentes selvagens e variedades locais do México e da Índia.
“Cruzar linhas de elite com material exótico tem seus desafios”, disse Matthew Reynolds, co-autor do estudo e líder da Fisiologia do Trigo no CIMMYT.
“Existe um risco bem reconhecido de trazer mais características indesejáveis do que desejáveis, então este resultado representa um avanço significativo na superação dessa barreira e na utilização contínua de recursos genéticos para aumentar a resiliência climática”.
As sementes foram semeadas no final da temporada para forçar as plantas a crescer durante os meses mais quentes, colocando essas culturas sob o tipo de estresse térmico que se prevê que se torne a norma à medida que as temperaturas globais aumentam.
Eles descobriram que as plantas cultivadas com DNA exótico alcançaram um rendimento 50% maior do que o trigo sem esse DNA. É importante ressaltar que as linhagens exóticas não tiveram desempenho pior do que as linhas de elite em condições normais.
Os pesquisadores sequenciaram as plantas para localizar diferenças genéticas específicas responsáveis pelo aumento da tolerância ao calor. Eles identificaram marcadores genéticos que poderiam permitir a introdução direcionada desse DNA exótico benéfico em linhagens de elite, oferecendo uma maneira rápida de melhorar a resiliência climática e mitigar perdas generalizadas de safras.
Benedict Coombes, autor do estudo e aluno de doutorado no Earlham Institute, disse: “À medida que tentamos produzir mais alimentos com menos terra para alimentar uma população global crescente, precisamos urgentemente preparar as culturas que estamos plantando para o futuro, para que possam prosperar. em um clima cada vez mais hostil.
“A chave para isso, estamos descobrindo cada vez mais, pode estar em recursos genéticos amplamente inexplorados de parentes silvestres e variedades originais do trigo”.
Os pesquisadores sugerem que os programas de melhoramento incorporem as características de tolerância ao calor como uma estratégia preventiva para produzir safras de trigo que possam lidar com um clima menos previsível.
“Esta é a ciência que agora podemos usar para causar um impacto quase imediato”, acrescentou o professor Hall. “Fizemos os testes de campo, sabemos quais marcadores genéticos estamos procurando e estamos iniciando conversas com criadores de trigo, então esperamos que este seja o primeiro de muitos passos para contribuir para a segurança alimentar global nos próximos anos. anos.
“As descobertas que estamos fazendo e as ações que estamos tomando, esperamos que as pessoas ao redor do mundo possam continuar a ter alimentos nutritivos em seus pratos”.
A pesquisa foi financiada pelo UKRI-BBSRC e apoiada pela International Wheat Yield Partnership (IWYP) e pela Modernização Sustentável da Agricultura Tradicional (MasAgro) – uma iniciativa da Secretaria de Agricultura e Desenvolvimento Rural (SADER) e CIMMYT.
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