Pela primeira vez, pesquisadores utilizaram CRISPR-Cas9, uma técnica de edição genética, para refazer o caminho da domesticação de tomates selvagens. O grupo editou seis genes da espécie Solanum pimpinellifolium, considerada a mais próxima da forma ancestral, com o objetivo de produzir características nutricionais e agronômicas desejáveis. Eles simularam algumas das mesmas modificações genéticas que deram origem ao tomate doméstico. Tudo isso sem perder as valiosas propriedades genéticas da planta selvagem. Como resultado, foi obtido um tomate com mais antioxidantes.

O trabalho foi divulgado na Nature Biotechnology e envolveu pesquisadores brasileiros da Universidade Federal de Viçosa e da Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” (ESALQ-USP). Também contaram com a colaboração de pesquisadores de universidades e centros de pesquisas dos Estados Unidos e da Alemanha.


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Mas como foi feita essa domesticação?

Domesticação do tomate

A espécie escolhida para ser domesticada, Solanum pimpinellifolium, é um tomate selvagem da América do Sul, que é o ancestral do tomate hoje cultivado. Os frutos da planta selvagem possuem baixo rendimento e são muito pequenos (tamanho de ervilhas) o que o tornam impróprio para o cultivo. Por outro lado, a fruta possui mais aroma do que os tomates modernos, que perderam um pouco do seu sabor devido ao processo reprodutivo.

Os cientistas modificaram a planta selvagem usando a técnica CRISPR-Cas9 de tal forma que as plantas “filhas” adquirissem pequenas modificações genéticas em seis genes. Esses genes já haviam sido identificados pelos pesquisadores nos últimos anos, e são vistos como a chave genética para as características do tomate domesticado.

Como resultado, obteve-se um fruto com alta concentração de licopeno, antioxidante que ajuda na prevenção do câncer de próstata. Essa concentração é cinco vezes maior do que a encontrada no tomate cereja, que já é mais rico nessa substância do que o tomate tradicional. Além disso, tem mais ácido e açúcar, que enriquecem o sabor e estão pouco presentes no fruto grande.

Juntamente com o valor nutricional, a morfologia do tomate também foi alterada. Comparado ao original selvagem, a nova linhagem apresentou aumento de três vezes no tamanho do fruto. Também apresentou cachos mais abundantes (dez vezes mais o número de frutos), sem necessidade de utilização de estacas, facilitando a colheita automática.

O grupo também está utilizando a nova abordagem em outra espécie de tomate, Solanum galapagense, que habita áreas rochosas de alta salinidade próximas ao mar nas ilhas Galápagos. Além da resistência à salinidade, a planta – inclusive os frutos – é toda coberta por pelinhos (tricomas), que lhe conferem resistência a insetos.


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O processo de domesticação de plantas

Ao longo de milhares de anos, a humanidade vem exercendo o melhoramento genético de culturas tais como o trigo e o milho. A modificação das propriedades originais das plantas selvagens ocorre de modo a atender às suas necessidades de produzir características desejadas. Um dos principais motivos para essa iniciativa foi, e ainda é, a busca por maiores rendimentos e melhores produtividades.

Uma das consequências desse processo de melhoramento foi a redução da diversidade genética e a perda de algumas características desejáveis. Isto é demonstrado pelo aumento da suscetibilidade a doenças, da falta de sabor ou da redução do teor de vitaminas e nutrientes em variedades modernas, entre outras características.

A seleção de características no processo de melhoramento diminui cada vez mais a diversidade genética e costuma selecionar genes que representam perda de função. Por outro lado, características complexas são mais difíceis de ser selecionadas e acabam eliminadas simplesmente porque os selecionadores não estavam atentos a elas, contribuindo ainda mais para o que se conhece como “erosão genética”.

O novo tomateiro obtido no experimento é apenas um passo inicial do processo de utilização da nova técnica para a domesticação de plantas. “Os resultados abrem caminho para programas de melhoramento molecular para explorar a diversidade genética presente em plantas silvestres”, comentam pesquisadores no artigo.

 

Fonte: Nature Biotechnology, Redação CIB, outubro de 2018