Uma nova pesquisa mostrou que genes de parentes silvestres do
Um desses genes é o AdEXLB8, isolado de Arachis duranensis, uma das espécies silvestres ancestrais do amendoim cultivado. Os estudos revelaram que a inserção desse gene promove mecanismos de defesa que podem contribuir para o enfrentamento de diversos desafios da agricultura, como seca, nematoides e fungos.
A originalidade da pesquisa foi mostrar que esse gene não confere resistência de forma direta, mas ativa um mecanismo conhecido como priming de defesa. “Quando a planta produz essa proteína constantemente, ela age como se estivesse sendo atacada por um patógeno ou se encontrasse sob um estresse ambiental. Assim, ela passa a viver em um estado de alerta permanente. Fazendo um paralelo com seres humanos, é como se estivéssemos com a adrenalina sempre pronta para uma resposta de ‘luta ou fuga’, mas sem gastar energia demais”, explicou Ana Brasileiro, pesquisadora da Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, que liderou os estudos.
O resultado foi claro: plantas de tabaco, soja e amendoim contendo este gene exibiram maior tolerância à seca, resistência aos nematoides-das-galhas (Meloidogyne spp.) ou maior tolerância a doenças causadas por fungos, como Sclerotinia sclerotiorum. Em raízes nas quais o gene AdEXLB8 foi superexpressado, a infecção por nematoides chegou a ser reduzida em 60%. Tudo isso sem alterações na produtividade ou na qualidade do produto final.
A jornada da pesquisa começou com a constatação de que espécies silvestres de Arachis exibiam maior rusticidade, resiliência e tolerância a condições ambientais adversas, como seca e salinidade. O processo evolutivo resultou em espécies silvestres mais adaptadas, capazes de suportar ambientes desafiadores, tornando-se fontes valiosas de genes de interesse para o melhoramento genético, à pesquisa e à agricultura.
Foi nesse contexto que a pesquisadora Patricia Messemberg coordenou, nos anos 2000, o trabalho de caracterização molecular dessas espécies, com o objetivo de explorar seu potencial para o desenvolvimento de cultivares de amendoim mais resistentes e adaptados.
“Várias dessas espécies silvestres de amendoim têm características de rusticidade que foram perdidas durante o processo de domesticação e não estão mais presentes no amendoim cultivado. O nosso trabalho é explorar essa biodiversidade e transformar esse potencial em soluções para a agricultura”, pontuou Messemberg.
Pesquisa pioneira
Foi nesse processo que o gene AdEXLB8, da subfamília de expansinas-like B (EXLBs), chamou a atenção dos cientistas. As expansinas são proteínas estruturais que estão envolvidas no processo de afrouxamento da parede durante a divisão celular. Por isso, elas são cruciais para o crescimento e desenvolvimento da planta e também conhecidas por seu papel em respostas a estresses hídricos.
O gene AdEXLB8 foi superexpresso em plantas transgênicas de tabaco, de soja e de amendoim. Os resultados foram surpreendentes: as plantas transgênicas exibiram tolerância aumentada a duas espécies de nematoides-das-galhas (Meloidogyne incognita e M. javanica), ao fungo Sclerotinia sclerotiorum e à seca, inclusive quando esses estresses ocorriam simultaneamente.
De acordo com Brasileiro, a explicação para essa resistência de amplo espectro reside em um conceito molecular: o “estado de pré-ativação de defesa”, ou “priming de defesa”. “Ao produzir essa proteína de maneira persistente, a planta entende que está sendo atacada. Isso faz com que ela fique em um constante estado de alerta”, afirmou. Nesse estado, a planta mobiliza as suas diversas linhas de defesa de forma mais rápida e eficaz do que uma planta não preparada. A pesquisadora sublinha que essa abordagem é inovadora e que o entendimento desse mecanismo de ação torna a pesquisa pioneira.
Ela esclarece que o gene AdEXLB8, em seu contexto natural, atua apenas nas paredes celulares. Apenas quando ele é inserido em outro organismo por meio de transgenia e passa a ser expresso continuamente é que desencadeia o processo de prontidão na planta. Para a pesquisadora, a aplicação desses genes tem o potencial de reduzir a necessidade de nematicidas e fungicidas químicos, contribuindo para uma agricultura sustentável, com alimentos saudáveis e menor impacto ambiental.
A tecnologia do gene AdEXLB8 está sendo patenteada para todas as expansões silvestres de Arachis para resistência biótica e abiótica, além de testada em outras culturas, como tomate, soja e algodão.
Conservação que gera inovação
Para Valls, a descoberta das relações do gene AdEXLB8 com a ativação de mecanismos de defesa nas plantas é um exemplo de sucesso e da importância da coleta e da conservação de material genético de espécies silvestres, conhecido no meio científico como coleta de germoplasma. A espécie Arachis duranensis, da qual foi isolado o gene, é uma das cerca de 1.500 amostras (acessos) preservadas no Banco Ativo de Germoplasma de Espécies Silvestres de Arachis, localizado na Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, em Brasília.
“O Brasil é o principal centro de diversidade desse gênero, que atualmente conta com 84 espécies. Dessas, 62 são encontradas no país, sendo 43 exclusivas”, destacou o pesquisador, ao ressaltar que a pesquisa está avaliando outros genes promissores identificados graças ao programa de conservação.
