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Cultivar trigo em condições de seca pode ser mais fácil no futuro, graças a uma nova pesquisa genética da Universidade da Califórnia, em Davis.
Uma equipe internacional de cientistas descobriu que o número certo de cópias de um grupo específico de genes pode estimular o crescimento de raízes mais longas, permitindo que as plantas de trigo extraiam água de fontes mais profundas. As plantas resultantes têm mais biomassa e produzem maior rendimento de grãos, de acordo com um artigo publicado na revista Natureza Comunicações.
A pesquisa fornece novas ferramentas para modificar a arquitetura da raiz do trigo para resistir a condições de pouca água, disse Gilad Gabay, pesquisador de pós-doutorado no Departamento de Ciências Vegetais da UC Davis e primeiro autor do artigo.
Raízes são a chave para um melhor rendimento na seca
“As raízes desempenham um papel muito importante nas plantas”, disse ele. “A raiz absorve a água e os nutrientes para apoiar o crescimento das plantas. Esta descoberta é uma ferramenta útil para projetar sistemas radiculares para melhorar o rendimento sob condições de seca no trigo.”
Muito tem sido feito para melhorar a produção de trigo, mas as perdas por estresse hídrico podem anular outras melhorias. Plantas que podem se adaptar a condições de pouca água, mas têm maior rendimento, serão fundamentais para produzir alimentos suficientes para uma população crescente em face do aquecimento global.
Até agora, pouco se sabia sobre os genes que afetam a estrutura da raiz do trigo. A descoberta da família de genes – conhecida como OPRIII – e que diferentes cópias desses genes afetam o comprimento da raiz é um passo significativo, disse o ilustre professor Jorge Dubcovsky, líder do projeto no laboratório onde Gabay trabalha.
“A duplicação dos genes OPRIIII resulta no aumento da produção de um hormônio vegetal chamado ácido jasmônico que causa, entre outros processos, a produção acelerada de raízes laterais”, disse Dubcovsky. “Diferentes dosagens desses genes podem ser usadas para obter diferentes raízes.”
Da genômica à reprodução
Para obter raízes mais longas, a equipe de pesquisadores usou a tecnologia de edição de genes CRISPR para eliminar alguns dos genes OPRIII que foram duplicados em linhagens de trigo com raízes mais curtas. Por outro lado, aumentar as cópias desses genes causou raízes mais curtas e ramificadas. Mas a inserção de um cromossomo de centeio, que resulta na diminuição dos genes de trigo OPRIII, causou raízes mais longas.
“O ajuste fino da dosagem dos genes OPRIIII pode nos permitir projetar sistemas radiculares adaptados à seca, a condições normais, a diferentes cenários”, disse Gabay.
Conhecer a combinação certa de genes significa que os pesquisadores podem procurar variedades de trigo que tenham essas variações naturais e procriá-las para distribuí-las aos produtores que plantam em ambientes com pouca água.
Junli Zhang, Germán Burguener e Tyson Howell, do Departamento de Ciências Vegetais, contribuíram para o artigo, assim como pesquisadores da China Agricultural University na China, Fudan University na China, Howard Hughes Medical Institute em Maryland, Karolinska Institute na Suécia, National University of San Martin na Argentina, Instituto Tecnológico de Chascomús na Argentina, UC Berkeley, Universidade de Haifa em Israel e UC Riverside Metabolomics Core Facility.
O financiamento para os pesquisadores veio do Fundo de Pesquisa e Desenvolvimento Agrícola BARD EUA-Israel, Departamento de Agricultura dos EUA, Instituto Médico Howard Hughes e Fundação Nacional de Ciências Naturais da China.
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