A descoberta do gene de floração no cacau pode levar a estratégias de reprodução aceleradas

Caracterizar o gene Flowering Locus T no cacau, responsável pela produção de florígeno, uma proteína que desencadeia a floração na maioria das plantas, é importante, de acordo com o co-autor do estudo Mark Guiltinan, J. Franklin Styer professor de botânica hortícola e professor de molecular vegetal biologia. Ele espera que essa descoberta permita aos cientistas desenvolver árvores resistentes a doenças mais rapidamente, o que é crítico porque entre 20% e 30% da safra mundial de cacau é perdida anualmente por doenças.

“O cultivo de árvores de reprodução como o cacau é muito lento e pode levar 20 anos ou mais para o lançamento de uma nova variedade”, disse ele. “O conhecimento dos mecanismos de floração pode levar a métodos para acelerar a reprodução do cacaueiro e desenvolver árvores que produzam frutos antes das variedades convencionais, levando de dois a quatro anos. A cada ano nos aproximamos desses objetivos à medida que continuamos a explorar a biologia molecular do cacau árvore. “

Para encontrar o gene da floração no cacau, a pesquisadora principal Sarah Prewitt, candidata a Ph.D. em ciência de plantas no College of Agricultural Sciences, examinou primeiro os genes responsáveis ​​pelo florescimento na planta. Arabidopsis, cujo genoma foi amplamente estudado por décadas. . Antes de encontrar o gene da flor do cacau, ele testou um gene da flor da Arabidopsis no cacau para ver como a planta se desenvolveu.

Ao testar sua teoria, ele superexpressou esse gene para desencadear a floração muito precoce em “mudas” de cacau no laboratório e mostrou que essas flores minúsculas produziam grãos de pólen que eram viáveis.

“Para encontrar o gene do florescimento no cacau, usamos uma abordagem de bioinformática, pegando a sequência do gene da Arabidopsis e procurando genes semelhantes no genoma do cacau”, disse Prewitt. “Eu descobri o gene do cacau que promove a floração porque as sequências são muito semelhantes.”

Os geneticistas consideram a função do gene do florigênio “altamente conservada”, acrescentou Prewitt. “Isso significa que o gene é extremamente consistente: ele faz o que faz em cada genoma da planta que você olha”, disse ele. “O gene florigênio certamente foi testado em muitas plantas e é muito confiável. Ele controla o momento da floração.”

Em resultados publicados em 15 de maio em Biologia Vegetal BMC, Os pesquisadores relataram o papel do gene único de floração do cacau, Flowering Locus T, demonstrado por análise de expressão gênica. Eles também documentaram os resultados da introdução do gene de floração Arabidopsis no cacau. A superexpressão desse gene resultou no florescimento “precoce” na cultura do tecido do cacau, eles explicaram, demonstrando a função extremamente semelhante dos genes florigênicos e os mecanismos que controlam o florescimento tanto na Arabidopsis quanto no cacau.

Embora cientificamente intrigante, a descoberta do gene Flowering Locus T no cacau pode ter um impacto potencialmente significativo no mundo real, observou Guiltinan, ao ajudar a melhorar a vida de milhões de produtores de cacau nos países em desenvolvimento antes do que se pensa. Ele observou que o melhoramento de variedades de cacau com alto rendimento, resistência a doenças, resiliência às mudanças climáticas e características de qualidade desejáveis ​​é um componente importante de um objetivo mais amplo de desenvolvimento de sistemas agrícolas sustentáveis ​​para o cacau.

“Melhores variedades de cacau podem aumentar a renda e, portanto, o bem-estar dos produtores de cacau que vivem em algumas das regiões mais pobres do mundo, como a África Ocidental”, disse ele. “Por sua vez, isso beneficiará as economias desses países e o meio ambiente e proporcionará uma fonte sustentável da principal matéria-prima para a indústria do chocolate.”

Também participaram da pesquisa Siela Maximova, professora pesquisadora de biotecnologia vegetal, e Akiva Shalit-Kaneh, pesquisadora de pós-doutorado em ciência de plantas.

Fonte da história:

Materiais fornecido por Estado de Penn. Original escrito por Jeff Mulhollem. Nota: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.