AlO alumínio é tóxico em solos ácidos e isso pode afetar negativamente o desenvolvimento das plantas. Aproximadamente metade das terras agrícolas do mundo apresentam essas condições e isso limita a produção das culturas. Uma delas é o sorgo, importante cereal produzido no mundo, componente da alimentação humana e animal. O desenvolvimento de plantas com tolerância ao alumínio é um dos recursos mais importantes para superar a toxicidade a esse elemento, contribuindo assim com a segurança alimentar global.

Na busca por esforços no melhoramento genético de plantas, pesquisadores da Embrapa, em parceria com a Universidade Federal de Viçosa (UFV), identificaram dois novos genes que potencializam a tolerância do sorgo ao alumínio. A descoberta foi publicada na revista Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA (PNAS), da Academia de Ciências dos Estados Unidos.


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Como os genes identificados promovem a tolerância ao alumínio?

Os dois genes identificados potencializam o efeito de um terceiro gene, que é chamado SbMATE. Este último é o responsável por fazer com que as plantas tolerem o alumínio tóxico em solos ácidos. Os dois primeiros genes atuam como um sensor. Na presença de alumínio, a expressão de ambos é aumentada e é exatamente quando a tolerância ao elemento é necessária. Na ausência do elemento químico, a expressão dos dois é reduzida, diminuindo também a expressão do gene SbMATE.

“Acreditamos que isso seja resultado de um mecanismo evolutivo, para evitar a perda de energia, na forma de carbono orgânico, quando não há stress de alumínio”, esclarece o pesquisador da Embrapa Milho e Sorgo(MG) Jurandir Vieira de Magalhães, em uma divulgação no site da EMBRAPA.

O resultado desse estudo é especialmente importante porque os solos das regiões do Cerrado brasileiro são ácidos e contém alumínio. Essas condições danificam o sistema radicular das plantas e reduzem a produtividade da lavoura. Além do Brasil, esse problema também é muito comum em outras regiões tropicais da África e da Ásia.


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Tolerância ao alumínio pode levar também à tolerância à seca

A tolerância ao alumínio pelas culturas também está diretamente relacionada com sua tolerância à seca. Isso ocorre porque quando as raízes das culturas são danificadas pelo elemento, elas não se aprofundam no solo. Isso reduz a capacidade de absorção de água e nutrientes e, consequentemente reduz sua produtividade.

Com o aquecimento global, produtores enfrentarão grandes perdas nas lavouras e um dos desafios será a capacidade das lavouras de resistirem à escassez de água. Devido à necessidade de proteger as culturas de um futuro com menos água, cientistas do mundo todo tentam criar plantas que consigam se desenvolver nessas condições.

“Na Embrapa, inclusive, foi pela identificação de cultivares mais tolerantes à seca que, há mais de 20 anos, os primeiros materiais tolerantes ao alumínio foram identificados pelos pesquisadores Robert Schaffert, no melhoramento de sorgo, e Elton Gama e Ricardo Magnavacca, no melhoramento de milho.”, conta Magalhães.


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Genes de tolerância ao alumínio e suas contribuições para o processo de melhoramento

Os resultados dessa pesquisa fornecem informações que contribuem para o melhoramento genético, facilitando o trabalho do melhorista na identificação de fontes de tolerância. Com o conhecimento desses novos genes, o melhorista consegue saber, com maior precisão, quais os cruzamentos devem ser feitos para o desenvolvimento de cultivares de sorgo com tolerância ao alumínio.

Além de auxiliar nos cruzamentos para programas de melhoramento convencional, a descoberta de genes de resistência ou tolerância dão suporte às técnicas de biotecnologia para melhoramento de plantas. Com os avanços da biotecnologia, ferramentas cada vez mais precisas estão sendo utilizadas, contribuindo assim com obtenção de plantas mais resistentes às pragas, mais nutritivas e tolerante às condições ambientais adversas.

Fonte: Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA (PNAS), Redação CIB, janeiro de 2018