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Pesquisadores olham para o passado para criar novas variedades que melhorem a produção

Traduzido de Science Daily

Os parentes selvagens das plantas de amendoim modernas têm a capacidade de resistir a doenças de uma forma que as plantas de amendoim não conseguem. A diversidade genética desses parentes selvagens significa que eles podem ignorar as doenças que matam as plantações de amendoim dos agricultores, mas também produzem nozes minúsculas que são difíceis de colher porque se enterram profundamente no solo.

Considere isso uma troca genética: durante sua evolução, o amendoim moderno perdeu sua diversidade genética e grande parte da capacidade de combater fungos e vírus, mas ganhou qualidades que o tornam tão acessível, sustentável e saboroso que as pessoas ao redor do mundo cultivam isto. e comê-los.

As plantas de amendoim modernas foram criadas de 5.000 a 10.000 anos atrás, quando dois ancestrais diplóides (plantas com dois conjuntos de cromossomos) se juntaram por acaso e se tornaram tetraploides (plantas com quatro conjuntos de cromossomos). Enquanto os amendoins domesticados viajavam pelo mundo e apareciam na cozinha da Ásia à África e às Américas, parentes selvagens ficavam perto de casa na América do Sul.

Nos últimos anos, pesquisadores da Universidade da Geórgia, particularmente no Wild Peanut Lab em Athens, se concentraram na genética desses parentes selvagens e detalharam onde essas características de resiliência são encontradas em seus genomas. O objetivo sempre foi entender a natureza bem o suficiente para fazer uso dos genes antigos vantajosos, aqueles que os parentes perderam no amendoim, mantendo as características modernas de que os agricultores precisam e os consumidores desejam.

“A maioria das espécies selvagens ainda cresce na América do Sul”, disse Soraya Leal-Bertioli, que dirige o Laboratório de Amendoim Selvagem com seu marido, David Bertioli. “Eles estão presentes em muitos lugares, mas você não os encontra apenas nas ruas. É preciso ter um ‘olho de colecionador’ para identificá-los no matagal.”

Essas plantas selvagens não podem mais se reproduzir com os amendoins na natureza porque têm apenas dois conjuntos de cromossomos.

“Os selvagens são parentes distantes e feios com os quais os amendoins não querem se misturar”, disse Leal-Bertioli, “mas nós fazemos o emparelhamento.”

Pesquisadores em Atenas e Tifton cruzaram com sucesso algumas dessas espécies selvagens para criar linhas tetraplóides que podem ser cruzadas com amendoim. Essas novas linhas fornecerão aos criadores recursos genéticos que levarão a uma colheita abundante de novas variedades com resistência a doenças e maior sustentabilidade. As linhas recém-lançadas não produzirão os amendoins que serão incluídos em seu PB&J amanhã, mas são os pais das plantas que os agricultores cultivarão nos próximos anos.

O Diário de registro da planta publicou detalhes sobre a primeira dessas linhas de germoplasma neste mês. As linhas foram criadas por uma equipe liderada pela Bertiolis, que realiza pesquisas no amendoim por meio do Instituto de Genética Vegetal da Faculdade de Ciências Agrárias e Ambientais. Eles também gerenciam projetos de pesquisa globais separados para o Laboratório de Inovação Alimentar o Futuro para Amendoim, um projeto da Agência dos Estados Unidos para o Desenvolvimento Internacional para aumentar o suprimento mundial de alimentos por meio da melhoria do amendoim.

As novas linhas desenvolvidas pela Bertiolis são resistentes à mancha precoce e tardia da folha, doenças que custam aos produtores de amendoim da Geórgia US $ 20 milhões por ano, e ao nematóide do nó da raiz, um problema que poucos produtos químicos aprovados podem combater. Eles são “alotetraplóides induzidos”, o que significa que são produzidos por meio de hibridização complexa que converte espécies diplóides selvagens em tetraplóides.

O segundo conjunto de novas variedades vem do trabalho realizado em Tifton e liderado por Ye (Juliet) Chu, um pesquisador associado sênior no laboratório de Peggy Ozias-Akins dentro do Departamento de Horticultura CAES. Essas três variedades são feitas a partir de cinco parentes do amendoim e apresentam resistência à mancha foliar. Um também é resistente ao vírus da murcha da mancha do tomate, uma doença que pode destruir toda a cultura em variedades de amendoim sem resistência natural.

Criar os primeiros alotetraplóides férteis é um desafio, mas os cientistas podem cruzá-los com amendoins e, através das gerações, selecionar as características corretas. Os criadores poderão pegar essas linhagens feitas de parentes do amendoim selvagem e cruzá-las com amendoins domesticados modernos para obter o melhor de ambos: uma planta que se parece com amendoim e produz nozes com o tamanho e o sabor das variedades modernas, mas tem a capacidade de combater as doenças da vida selvagem.

Embora os criadores de plantas conheçam o valor da diversidade nas espécies de amendoim selvagem há décadas, eles não eram capazes de rastrear esses valiosos genes selvagens até recentemente. A indústria do amendoim na Geórgia e em outros estados investiu em trabalhos para sequenciar o amendoim e as duas espécies ancestrais, sabendo que o trabalho para entender o genoma do amendoim valeria a pena. Com marcadores genéticos desenvolvidos usando o genoma, os criadores não podem apenas dizer que uma planta tem uma característica desejável, eles sabem quais regiões do genoma são responsáveis ​​por aquela característica e podem combinar o perfil de DNA com a seleção de campo tradicional para acelerar. O complexo processo de desenvolver uma nova variedade. .

“Simplifique tudo. Você pode fazer um cruzamento, que produz 1.000 sementes, mas antes de plantá-las, pode traçar o perfil de seu DNA. Dessa forma, você pode ver que apenas 20 dessas plantas são ideais para reprodução posterior. Quarenta anos atrás”. Eu teria que plantar todos eles, tornando o processo muito mais complicado “, disse David Bertioli.

Com o trabalho em andamento, o Diário de registro da planta documentar a liberação de outro germoplasma de amendoim com resistência às principais doenças. O lançamento das linhas, juntamente com os marcadores moleculares por suas características vantajosas, proporciona à comunidade agricultora de amendoim recursos genéticos para a produção de safras mais resistentes.

“No passado, sabíamos para onde estávamos indo, mas era como se cada um desenhasse seu próprio mapa”, disse David Bertioli. “Agora, é como se tivéssemos GPS. (Cientistas) podem dizer uns aos outros: ‘Aqui estão minhas coordenadas. Quais são as suas?’ E todos os dados são publicados. “



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