Melhoramento Genético: Pesquisa identifica genes envolvidos na resistência ao mal-das-folhas

  • 06/04/2021
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  • Categoria(s): Notícias Agrí­colas |

Melhoramento Genético

Trabalho inédito conseguiu esclarecer os mecanismos moleculares que tornam algumas espécies de seringueira resistentes e outras suscetíveis ao mal-das-folhas. Confira:

Um trabalho inédito de pesquisa desenvolvido pela Embrapa conseguiu esclarecer os mecanismos moleculares que tornam algumas espécies de seringueira resistentes e outras suscetíveis ao mal-das-folhas. A doença, causada pelo fungo Paracercospora ulei (anteriormente identificado como Microcyclus ulei), é o pior problema enfrentado no cultivo de seringueira em regiões quentes e úmidas da América do Sul e representa um dos principais obstáculos para a heveicultura na Amazônia. A pesquisa é estratégica para o melhoramento genético dessa cultura e abre caminho para soluções tecnológicas que ofereçam ao setor produtivo de látex plantas mais produtivas e resistentes.

Das diversas espécies de seringueira (Hevea spp.), algumas vêm sendo utilizadas no programa de melhoramento genético de seringueira da Embrapa. A Hevea brasiliensis é conhecida como a mais produtiva em látex e as Hevea guianensis e Hevea pauciflora, embora menos produtivas, têm apresentado resistência ao mal-das-folhas. Buscando entender o que faz uma espécie resistente e outras não, foram analisados genes dessas três espécies de seringueiras e de um híbrido, comparados a fim de identificar quais genes e o nível de expressão deles na interação entre as plantas e patógeno (no caso, o fungo causador do mal das folhas).

“Pela primeira vez no mundo se entende, em nível molecular, alguns dos mecanismos que resultam em suscetibilidade ou resistência ao mal das folhas. E tivemos a chance de identificar vários genes responsáveis pelos mecanismos de resistência que são, há muitas décadas, descritos pelos fitopatologistas nos aspectos da fisiologia e da morfologia dos sintomas da doença, o que foi muito gratificante”, afirma a pesquisadora da Embrapa, Paula Angelo, que atua em biologia/genética molecular de plantas e cultura de tecidos

Os resultados da pesquisa estão descritos no artigo científico "Differential expression and structural polymorphism in rubber tree genes related to South American leaf blight resistance", publicado na revista Physiological and Molecular Plant Pathology.

O trabalho foi idealizado pela pesquisadora, quando atuava na Embrapa Amazônia Ocidental (AM), atualmente está na Embrapa Café (DF), e executado por uma equipe de pesquisadores da Embrapa que contou com Gilvan Silva, coordenador do Laboratório de Biologia Molecular da Embrapa Amazônia Ocidental, e Michel Yamagishi do Laboratório Multiusuário de Bioinformática da Embrapa Informática Agropecuária, sediado em Campinas, SP. Participaram do trabalho também o fitopatologista Luadir Gasparotto e o técnico Jeferson Chagas da Cruz, ambos da Embrapa Amazônia Ocidental.

Integração de expertises para desvendar os mecanismos moleculares

A coleta de folhas dos clones de seringueiras foi feita em áreas de ocorrência do fungo em Manaus. Um dos desafios foi colher no estádio (etapa de desenvolvimento da planta) correto, e extrair RNA de boa qualidade, processo dificultado pelo látex, o que levou à necessidade de testar diferentes métodos, explica Angelo. A coleta e a extração de RNA dos materiais foram realizadas pelo Laboratório de Biologia Molecular da Embrapa Amazônia Ocidental.

O transcriptoma (conjunto completo de transcritos de RNA) de cada um dos clones de H. brasiliensis, H. pauciflora, H. guianensis e de um híbrido de H. guianensis x H. nítida foi sequenciado no Laboratório Central de Tecnologias de Alto Desempenho em Ciências da Vida (Lactad) da Unicamp, contratado para prestar os serviços de RNA-seq. Essa técnica de sequenciamento de última geração permite estimar a quantidade de RNA mensageiro (transcrito) produzido pelos genes ativos (genes expressos,que em conjunto geram o transcriptoma) no momento e condição em que as amostras são coletadas.

O Laboratório Multiusuário de Bioinformática da Embrapa Informática Agropecuária recebeu esses dados brutos, os reads (pequenos fragmentos de cópias do RNA das seringueiras). “Para se ter uma ideia do volume de dados, nesse projeto foram geradas 294 (duzentas e noventa e quatro) milhões de sequências”, conta Yamagishi, doutorado em matemática aplicada.

O pesquisador acrescenta que o passo seguinte foi montar o transcriptoma, algo similar ao encaixe de peças em um quebra-cabeça, com sobreposições dessas sequências até formar o transcrito. Esses transcritos são associados aos genes que estão sendo expressos naquela planta no momento da extração do RNA. Ele conta que a montagem desse transcriptoma exigiu uma metodologia específica, e em seguida, foram feitas duas análises diferentes, uma de expressão diferencial dos genes e outra de identificação de marcadores moleculares.

Na análise de expressão diferencial dos genes, Yamagishi explica que, a partir dos transcritos montados, é calculada uma medida que dá a ideia de quanto esse transcrito está sendo expresso naquela amostra. “Comparamos essas amostras entre si, e descobrimos 327 (trezentos e vinte e sete) genes ou transcritos que estavam diferencialmente expressos entre plantas resistentes e plantas suscetíveis”, informa.

Combinar genes para avançar no melhoramento

A pesquisadora explica que com o melhoramento genético assistido por marcadores moleculares, pode-se obter clones de seringueiras com as características ideais de resistência e produtividade para cultivar seringueira no bioma amazônico, em menor tempo.

O chefe-geral da Embrapa Amazônia Ocidental, Everton Cordeiro, pesquisador que vem trabalhando no melhoramento de seringueiras nos últimos dez anos, destaca a importância da contribuição desse estudo de biologia molecular na definição e entendimento dos rumos da pesquisa com a seringueira no Amazonas. “Esse trabalho elucida do ponto de vista genético muitas das situações que foram desenvolvidas a partir do melhoramento convencional”, observa.

Cordeiro acrescenta que o estudo traz explicações moleculares para o sucesso obtido pelos cruzamentos feitos pelo pesquisador da Embrapa Vicente Moraes (já falecido) e que culminaram com o lançamento de materiais resistentes ao mal das folhas. “Essas  explicações trazidas pela biologia molecular esclarecem como estamos conseguindo resistência ao mal das folhas para as nossas condições aqui. É um trabalho que tem muita importância para o cultivo da seringueira no Amazonas e no País”, afirma.

Cordeiro comenta que um dos clones analisados já era uma das apostas do Programa de Melhoramento da Seringueira conduzido na Embrapa Amazônia Ocidental para produção com resistência moderada. O clone foi identificado pelos fitopatologistas da Embrapa José Clério Rezende (já falecido) e Luadir Gasparotto a partir do fenótipo em campo. “O estudo mostrou que esse clone tem características moleculares iguais a dos clones das espécies resistentes ”, revela Angelo, relacionando que isso reforça o uso de ferramentas moleculares como aliadas na seleção de plantas para melhoramento genético.

Mal- das- Folhas

O mal- das- folhas, causada pelo fungo Paracercospora ulei, é considerada a pior doença no cultivo de seringueira, pois reduz a produção de látex e pode levar as plantas à morte, gerando prejuízos na heveicultura.

A ocorrência do fungo do mal das folhas se estende pela América do Sul e representa um dos principais obstáculos para a implantação de cultivos de seringueira nas regiões quentes e úmidas, como a Amazônia. “O fungo ocorre desde o México até o norte do Paraná, no Brasil”, conclui Gasparotto.

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Fonte: Grupo Cultivar

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