Fonte: Tomato Cultivation

Pesquisadores do Laboratório Sainsbury (SLCU) da Universidade de Cambridge e do Departamento de Ciências Vegetais descobriram que o estresse hídrico desencadeia a atividade de uma família de genes saltadores (retrotransposons Rider) anteriormente conhecidos por contribuir para o formato e a cor dos frutos dos tomates. A caracterização de Rider, publicada na revista PLOS Genetics, revelou que a família Rider também está presente e potencialmente ativa em outras plantas, incluindo culturas economicamente importantes, como colza, beterraba e quinoa. Isto destaca o seu potencial como fonte de novas variações de características que poderiam ajudar as plantas a lidar melhor com condições mais extremas impulsionadas pelas mudanças climáticas.

Esta ampla abundância incentiva novas investigações sobre como ele pode ser ativado de forma controlada, ou reativado ou reintroduzido em plantas que atualmente possuem elementos Rider inativos, para que seu potencial de diversificação de características possa ser recuperado. Tal abordagem tem o potencial de reduzir significativamente o tempo de reprodução em comparação com os métodos tradicionais.

“Os transposons carregam potencial para melhoria de culturas. Eles são poderosos impulsionadores da diversidade de características e, embora tenhamos aproveitado essas características para melhorar nossas colheitas durante gerações, agora estamos começando a compreender os mecanismos moleculares envolvidos”, disse o Dr. Matthias Benoit, o primeiro autor do artigo, anteriormente na SLCU.

Os transposons, mais comumente chamados de genes saltadores, são fragmentos móveis de código de DNA que podem se copiar em novas posições dentro do genoma – o código genético de um organismo. Eles podem alterar, perturbar ou amplificar genes, ou não ter efeito algum. Descobertos em grãos de milho pela cientista ganhadora do Prêmio Nobel Barbara McClintock na década de 1940, só agora os cientistas estão percebendo que os transposons não são lixo, mas na verdade desempenham um papel importante no processo evolutivo e na alteração da expressão genética e das características físicas das plantas. .

Usar os genes saltadores já presentes nas plantas para gerar novas características seria um avanço significativo em relação às técnicas tradicionais de melhoramento, tornando possível gerar novas características em culturas que tradicionalmente foram criadas para produzir formas, cores e tamanhos uniformes para tornar a colheita mais eficiente e maximizar o rendimento.

“Em uma população grande, como um campo de tomate, em que os transposons são ativados em cada indivíduo, esperaríamos ver diversas novas características. Ao controlar este processo de ‘mutação aleatória’ dentro da planta, podemos acelerar este processo para gerar novos fenótipos que nem poderíamos imaginar”, disse o Dr. Hajk Drost da SLCU, co-autor do artigo.

As atuais tecnologias de direcionamento genético são muito poderosas, mas muitas vezes requerem alguma compreensão funcional do gene subjacente para produzir resultados úteis e geralmente visam apenas um ou alguns genes. A atividade do transposon é uma ferramenta nativa já presente na planta, que pode ser aproveitada para gerar novos fenótipos ou resistências e complementar os esforços de direcionamento genético. A utilização de transposons para gerar novas mutações oferece um método de reprodução livre de transgenes que reconhece a atual legislação da UE sobre Organismos Geneticamente Modificados.

“Identificar que a atividade do Rider é desencadeada pela seca sugere que pode criar novas redes reguladoras genéticas que ajudariam uma planta a responder à seca”, disse Benoit. “Isso significa que poderíamos aproveitar o Rider para produzir culturas mais bem adaptadas ao estresse hídrico, fornecendo capacidade de resposta à seca aos genes já presentes nas culturas. Isto é particularmente significativo em tempos de aquecimento global, onde existe uma necessidade urgente de produzir culturas mais resilientes.”

Este trabalho foi apoiado pelo Conselho Europeu de Pesquisa e pela Gatsby Charitable Foundation.