Nova plataforma acelera pesquisa e impulsiona o desenvolvimento de trigo mais produtivo

O genoma do trigo é cinco vezes maior do que o genoma humano. Com o sequenciamento do genoma dessa espécie em 2018, a partir de um consórcio internacional de instituições de pesquisa, foi possível avançar em novas ferramentas de apoio ao trabalho da biotecnologia.

Atualmente, a equipe de Genética Molecular da Embrapa Trigo dispõe de informações de 5 mil marcadores moleculares para o trigo e de 3.500 marcadores para cevada compatíveis com essa plataforma.

Segundo a laboratorista Tatiane Crespi, a identificação de marcadores moleculares, associados a genes de interesse, contribui para a seleção de linhagens com características agronômicas desejáveis.

Esse conhecimento resultou no desenvolvimento de um painel de marcadores para serem utilizados na cultura do trigo. Com o uso da plataforma de sequenciamento de segunda geração, é possível fazer a análise simultânea de 384 amostras com 202 marcadores, gerando aproximadamente 80 mil data points.

Além disso, a plataforma de genotipagem possibilita avaliar regiões específicas nas sequências de DNA. “O primeiro resultado do uso dessa tecnologia para a geração de dados moleculares de genotipagem é o aumento da eficiência do processo de geração de novas cultivares e na identificação de alelos ou partes de genes de interesse para os programas de melhoramento. Se antes tínhamos uma representação cartográfica, agora temos algo mais detalhado, com ruas e placas de sinalização”, afirma Consoli.

Avanços para o melhoramento genético

As cultivares ou linhagens de trigo analisadas, que possuem os marcadores moleculares de interesse, poderão ser utilizadas nos blocos de cruzamentos dos programas de melhoramento.

No caso do trigo, essas análises já vêm sendo conduzidas, como no trabalho para ampliar a base da resistência genética às doenças, a exemplo da brusone, uma das frentes de trabalho consolidadas com o uso de análises moleculares e seleção assistida na Embrapa Trigo.

“Identificada, numa determinada cultivar, a presença de um marcador molecular associado à resistência, como por exemplo à brusone, suas plantas podem ser incorporadas ao programa de melhoramento para a realização de cruzamentos”, pontua a pesquisadora Gisele Torres.

Porém, ela lembra que, no decorrer das avaliações a campo, é fundamental analisar a reação
das plantas em condições de exposição ao fungo causador da doença.

“A simples presença de um determinado marcador, mesmo quando fragmentos do DNA são conhecidos por conferirem resistência, não é suficiente para que as plantas que o possuem sejam resistentes. O trabalho da biotecnologia é complementar ao trabalho do melhoramento. Assim, para verificar a efetividade de um determinado marcador molecular, é essencial que os melhoristas avaliem a reação das plantas frente ao patógeno a campo”, complementa Torres.

Outras potencialidades de uso prático da plataforma de sequenciamento de segunda geração estão sendo exploradas pela equipe. Em solos, por exemplo, é possível fazer a extração do DNA de uma amostra para identificar os microrganismos que podem beneficiar o cultivo do trigo numa determinada região.

Em outras palavras, identifica-se um perfil molecular daquele solo, o qual será, então, correlacionado com fatores de produção. No desafio de desenvolver trigos para celíacos, é possível caracterizar marcadores moleculares associados a genes codificadores de proteínas relacionadas à resposta imunológica ao glúten.

Os pesquisadores pretendem, ainda, explorar outras possibilidades de análises em expressão gênica por RNAseq, em sequenciamento de pequenos genomas (microrganismos), entre outras.

Consoli destaca o entusiasmo com o potencial de uso da ferramenta: “Antigamente utilizávamos uma lupa, passávamos para o microscópio e evoluímos para ver o que está dentro das plantas. Agora, conseguimos identificar todo tipo de variação presente nos fragmentos de DNA da planta que estão associados à defesa e ao uso de recursos do ambiente.”

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