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A melancia é um produto agrícola globalmente significativo, tanto em termos da quantidade total produzida quanto do valor econômico total gerado.
Cientistas do Instituto Boyce Thompson construíram um “super-pangenoma” abrangente para a melancia e seus parentes selvagens, descobrindo genes benéficos perdidos durante a domesticação que poderiam melhorar a resistência a doenças e a qualidade dos frutos dessa colheita vital.
“Queríamos aprofundar as variações genéticas que tornam as melancias tão diversas e únicas”, afirmou o professor Zhangjun Fei, principal autor do estudo. “Nossas descobertas não apenas fornecem informações sobre a jornada evolutiva das melancias, mas também apresentam implicações significativas para a reprodução e resistência a doenças”.
O superpangenoma da melancia foi construído usando sequências de genoma de referência e dados de ressequenciamento do genoma de 547 acessos de melancia abrangendo quatro espécies – melancia cultivada (Citrullus lanatus) e seus parentes silvestres C. mucosospermus, C. amaruse C. colocynthis.
As análises do superpangenoma revelaram que muitos genes de resistência a doenças presentes em espécies selvagens foram perdidos durante a domesticação, pois os primeiros agricultores selecionaram as características de qualidade da fruta, como doçura, cor da polpa e espessura da casca. “Esses genes benéficos podem ser reintroduzidos em cultivares modernas para produzir variedades de melancia mais resistentes”, observou Fei.
Uma descoberta chave da pesquisa, recentemente publicada no Revista de Biotecnologia Vegetalfoi a identificação de uma duplicação em tandem do gene transportador de açúcar ClTST2 que aumenta o acúmulo de açúcar e a doçura da fruta na melancia cultivada. Esta variante genética era rara em melancias selvagens, mas foi selecionada durante a domesticação.
“O superpangenoma fornece um valioso kit de ferramentas genéticas para criadores e pesquisadores para melhorar a melancia cultivada”, disse Fei. “Ao entender a composição genética e os padrões evolutivos das melancias, podemos desenvolver variedades com maior rendimento, maior resistência a doenças e melhor adaptabilidade”.
Esta pesquisa foi apoiada por doações da Iniciativa de Pesquisa de Cultivos Especiais do Instituto Nacional de Alimentos e Agricultura do USDA (2015-51181-24285 e 2020-51181-32139) e da Fundação Nacional de Ciências dos EUA (IOS-1855585).
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