Cientistas conseguem obter pimenta-do-reino 100% livre de vírus ->
Dois vírus estão disseminados em praticamente todas as lavouras de pimenta do Brasil. Eles comprometem a fotossíntese, inibem o crescimento da planta e, consequentemente, sua produtividade. Recentemente, pesquisadores da Embrapa encontraram um material 100% sadio que deverá dar origem a uma nova cultivar livre dos microrganismos.
“Os vírus não matam a planta, até mesmo porque eles se beneficiam dela, mas impedem seu crescimento pleno, fazendo com que seu tamanho e sua produtividade sejam muito aquém da sua capacidade. Uma planta livre de vírus consegue expressar toda sua potencialidade”, afirma Oriel Lemos, pesquisador da Embrapa Amazônia Oriental (PA).
Pará responde por metade
da produção nacional
A identificação e o desenvolvimento de uma cultivar livre de vírus representam um grande passo na pipericultura paraense. O estado do Pará é o maior produtor nacional de pimenta-do-reino (Piper nigrum L.) com quase 40 mil toneladas em 2017, segundo o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). Isso significa que só o estado é responsável pela metade da produção brasileira, que naquele ano foi de quase 80 mil toneladas.
Durante muito tempo, a fusariose ou a podridão-das-raízes, causada pelo fungo Fusarium solani f. sp. piperis, foi considerada o maior problema da pimenteira-do-reino no estado do Pará. “Mesmo assim, com boas práticas, manejo adequado e o uso de cultivares recomendadas, é possível produzir mudas sem a doença”, conta o pesquisador.
Já a virose é um problema silencioso, pois os sintomas podem aparecer gradativamente ao longo da vida do pimental e aos poucos vão deixando sequelas, como a diminuição do tamanho das plantas e, consequentemente, a redução na produtividade. E é crônico, pois toda muda produzida de uma matriz infectada carrega a carga viral. Para a virologista Alessandra de Jesus Boari, pesquisadora da Embrapa Amazônia Oriental, a virose é um problema maior do que se imagina. “Muitos produtores ainda não sabem reconhecer a planta doente no campo”, completa.
Busca por um material sadio
O trabalho se iniciou na década de 1990. Após um processo de seleção de plantas no campo, foi identificado um material com características diferenciadas. O passo seguinte foi a germinação in vitro das sementes dessa planta em laboratório, o que resultou na seleção das dez plantas mais vigorosas e sadias. Elas foram clonadas, garantindo assim que as mudas produzidas pelo processo de micropropagação mantivessem fidelidade às matrizes.
“As mudas clonadas foram levadas para a área de um produtor e duas plantas de um mesmo clone se destacaram e foram multiplicadas por cerca de dez anos. O desenvolvimento dessas plantas no campo vem sendo acompanhado detalhadamente”, conta Oriel Lemos.
Os clones das melhores plantas apresentaram o entrenó maior que as cultivares tradicionalmente utilizadas no campo, o que permite a melhor frutificação nos ramos e facilita a colheita. Eles têm maturação dos frutos mais homogênea e apresentam espigas sem falhas de frutos. Seu rendimento ficou em 33% na secagem da pimenta, enquanto as plantas tradicionais apresentam rendimento de 28%. Além disso, os novos clones se adaptam melhor ao período de estiagem. Todas essas características foram herdadas da planta original.
Mas o que mais chama a atenção de pesquisadores e produtores é que esse material é livre de vírus, ou seja, 100% sadio. Ele dá origem a uma nova cultivar de pimenteira-do-reino a ser lançada em 2019 pela Embrapa. Atualmente, o material está sendo cultivado em áreas de produtores no município de Baião, no nordeste paraense.
Problema silencioso
Fernando Albuquerque produz mudas de pimenteira-do-reino há cerca de 30 anos no município de Castanhal, no nordeste do Pará, e vende para todas as regiões do estado. Segundo ele, o principal obstáculo hoje é produzir uma muda de qualidade. “A pesquisa da Embrapa já avançou muito nesse sentido. A fusariose é um problema que pode ser controlado com boas práticas e manejo adequado, mas os vírus ainda não sabemos como eliminar da planta. Esse é o nosso maior problema”, conta o produtor.
O levantamento de viroses na pimenteira-do-reino no estado do Pará evidenciou a presença de dois vírus: o Piper yellow motte virus (PYMoV) e o Cucumber mosaic virus (CMV). Segundo a pesquisadora Alessandra J. Boari, há ainda um terceiro vírus que está em processo de sequenciamento genético em uma parceria da Embrapa com a Universidade Nacional de Brasília (UnB) e Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE).
De acordo com a pesquisadora, o PYMoV é o mais disseminado, e não somente no Pará. “Nas lavouras de Minas Gerais, Espírito Santo e da Bahia esse vírus também já foi encontrado”, alerta. Ela explica ainda que o vírus PYMoV pode ser transmitido pela cochonilha, que tem sua maior importância em viveiros de mudas. Mas como a pimenteira-do-reino é propagada por meio de estacas, a disseminação desse vírus ocorre principalmente por meio do uso de mudas infectadas provenientes de matrizes doentes.
As plantas adoecem
Os sintomas variam de acordo com as cultivares utilizadas no campo, mas de uma forma geral, o vírus causa a redução do tamanho das folhas e o mosaico de cores, no qual as folhas perdem a uniformidade da cor verde e apresentam manchas amarelas, comprometendo assim, entre outros processos, a fotossíntese da planta, o que culmina na menor produtividade de frutos de pimenta.
Os vírus afetam o desenvolvimento da planta como um todo ao longo do tempo. “As folhas ficam pequenas, deformadas e com mosaico, reduzindo o processo de fotossíntese e consequentemente levando à diminuição da produção. E não há remédios para a eliminação dos vírus”, resume a cientista.
Isso tudo tem um agravante, segundo a pesquisadora: a carga viral passa de “planta-mãe para filha”. Portanto, toda muda produzida a partir de estaca de uma planta doente já carrega o vírus consigo. Esse processo de adoecimento da planta e da perpetuação da carga viral ao longo das gerações tem o nome de degenerescência.
O agricultor João Benedito Gomes Cantão, do município de Mocajuba, vem perdendo produção ano após ano. “Eu faço poda manual e consigo manter o pimental produzindo mesmo com a fusariose, mas com a virose não tem jeito. Já recorri a outras cultivares para tentar produzir melhor”, afirma.
A Embrapa já desenvolveu sete cultivares de pimenteira-do-reino que atualmente são utilizadas em todas as lavouras brasileiras. Porém as viroses, segundo Alessandra J. Boari, vêm provocando mudanças significativas nos campos de produção.
A cultivar de pimenteira-do-reino mais plantada na região era a BRS Cingapura. Com a ocorrência das viroses essa realidade vem mudando e os plantios estão sendo paulatinamente substituídos por outras cultivares, como a BRS Bragantina, também desenvolvida pela Embrapa. “As plantas de Bragantina, apesar de também terem o vírus PYMoV, não mostram sintomas e possivelmente apresentam mais tolerância a esse vírus”, ressalta a pesquisadora.
Porém, mesmo após a disponibilização do novo material livre de vírus aos produtores, é preciso cuidado para evitar a infecção tanto no campo quanto nos viveiros de mudas. “Atualmente, os vírus estão em todos plantios. Por isso, os produtores devem priorizar boas práticas de manejo e adquirir mudas de viveiristas credenciados pelo Ministério da Agricultura”, alerta o pesquisador Oriel Lemos. Dessa forma, é possível ter um pimental sadio, mais produtivo e com menores custos de produção.
A principal forma de combate à vespa-da-madeira, principal praga dos plantios de pínus no país, agora tem registro junto ao Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Mapa). O nematoide Deladenus siricidicola, agente de controle biológico da vespa-da-madeira, passa a atender pelo nome comercial de Nematec. O processo de registro levou seis anos e passou por diversas fases de análise, inclusive com registro de marca e identidade junto ao Instituto Nacional de Propriedade Intelectual (INPI).
A concessão do registro do produto é feita pelo MAPA, que trabalha com a ANVISA e o IBAMA em análises técnicas e específicas para conceder o registro. “O registro de um produto reconhece a adequação do mesmo à legislação vigente no país”, explica a pesquisadora Susete Chiarello Penteado, da Embrapa Florestas. “Isso garante ao usuário que o produto atende aos critérios estabelecidos em leis e à regulamentação específica de cada órgão envolvido”, completa. Segundo Marcelo Bressan, Auditor Fiscal Federal Agropecuário do Mapa, “a ação da Embrapa para registrar o produto demonstra a seriedade do trabalho em cumprimento à legislação brasileira, além de ser um ponto importante para ajudar a difundir a tecnologia, que agora possui rótulo, bula com indicação de uso, entre outros requisitos importantes”.
Por se tratar de um agente de controlo biológico, o Deladenus siricidicola recebeu a recomendação de ser registrado via “Agricultura Orgânica – Produtos Fitossanitários com Uso Aprovado para a Agricultura Orgânica”. Segundo o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, “os agrotóxicos ou afins que tiverem em sua composição apenas produtos permitidos na legislação de orgânicos, recebem, após o devido registro, a denominação de “produtos fitossanitários com uso aprovado para a agricultura orgânica”. Por serem considerados produtos de baixo impacto ambiental e também de baixa toxicidade, a legislação foi idealizada no intuito de acelerar o seu registro sem deixar de lado a preocupação com a saúde, o meio ambiente e a eficiência agronômica”. O Nematec é o primeiro produto com este registro para uso do Deladenus siricidicola. “O registro confere maior segurança técnica e jurídica aos usuários do produto”, ressalta Susete.
O nematoide Deladenus siricidicola foi incluído no rol de “Agrotóxicos com Monografias Autorizadas”, que indica que o ingrediente ativo passou pela avaliação regulamentar e está apto para uso agrícola, domissanitário, não agrícola, em ambientes aquáticos ou mesmo como preservante de madeira. A Monografia indica ainda informações como os nomes comum e químico, a classe de uso, a classificação toxicológica e as culturas para as quais os ingredientes ativos encontram-se autorizados, com seus respectivos limites máximos de resíduo.
A vespa-da-madeira é a principal praga de plantios de pinus no país. Um amplo programa de Manejo Integrado de Pragas (MIP) é conduzido pela Embrapa Florestas e pelo Funcema (Fundo Nacional de Controle de Pragas Florestais), em uma parceria público-privada que acontece desde 1988, ano em que a vespa-da-madeira foi introduzida no país. “O sucesso deste programa faz com que a praga esteja sob controle e evite um prejuízo de cerca de U$ 25 milhões anuais ao setor de base florestal”, explica o Chefe-geral da Embrapa Florestas, Edson Tadeu Iede. Um dos pilares do MIP é o uso do nematoide Deladenus siricidicola como agente de controle biológico. “Chegamos a uma média de 70% de parasitismo da praga e, em alguns locais, a até 100%. O uso do Nematec é extremamente eficaz, além de não prejudicar o meio ambiente”, atesta.
Para o registro do Nematec, a Embrapa Florestas desenvolveu uma série de ações, junto aos órgãos do estado do Paraná, que resultaram em: a) Certificação de Registro à Embrapa Florestas, de fabricante e formulador do agente de controle biológico – nematoide Deladenus siricidicola, emitido pela Agência de Defesa Agropecuária do Paraná (ADAPAR), bem como na Autorização da ADAPAR para uso e circulação do produto NEMATEC no Estado do Paraná; b) Declaração de Dispensa de Licenciamento Ambiental Estadual (DLAE) do Instituto Ambiental do Paraná (IAP), ao laboratório de entomologia florestal da Embrapa Florestas (fabricante/formulador da produção do nematoide Deladenus siricidicola). O laboratório também passou a fazer parte do Sistema de Gestão da Qualidade da Embrapa. “Foi uma ampla articulação entre atores internos e externos à Unidade”, ressalta Regina Siewert Rodrigues, analista da Embrapa Florestas que coordenou todo processo de registro, incluindo as ações de propriedade intelectual e de negócios do produto NEMATEC. “Em todas as fases deste processo fizemos importantes adequações em procedimentos, que trouxeram benefícios ao modo de produzir e disponibilizar o Nematec”, finaliza.
O mosaico é um retrato da mesma área de 9 km² do município de Artur Nogueira, SP, em imagens com três resoluções espaciais diferentes. Da esquerda para a direita, a primeira é do satélite Landsat 8, com pixel de 30 m; a segunda, do Sentinel 2, com 10 m; a terceira vem dos sensores de alta resolução do World View 3, com pixel de 0,30 m.
Quanto tempo você gasta para chegar ao trabalho? Talvez o tempo que você leva entre sair de casa e registrar o ponto seja o suficiente para o satélite brasileiro Carponis-1 dar uma volta completa ao redor da Terra. Quando estiver em órbita, ele gastará no máximo 1h30 nesse percurso. Mais do que dar um passeio pelo espaço, o equipamento registrará imagens aqui de baixo com detalhes que podem chegar a 70 cm. Será um satélite brasileiro de alta resolução.
O projeto está a cargo da Força Aérea Brasileira (FAB), mas não terá apenas aplicação militar. A Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) será operadora civil do equipamento e empregará as imagens espaciais nos estudos da produção de alimentos, fibras e energia no País.
A Embrapa Territorial (SP) utiliza imagens de satélites em seus trabalhos há quase 30 anos. No entanto, a dependência de imagens de alta resolução adquiridas por satélites controlados por outros países impõe limitações, além de custos elevados. Normalmente, trabalha-se com as imagens que estão disponíveis nos catálogos das empresas que as comercializam. Outra possibilidade é encomendar os registros, porém, isso demanda tempo entre a solicitação e a entrega.
A operação de um satélite pelo Brasil possibilitará mais autonomia e rapidez. “Poderemos programar e direcionar o satélite para aquisição de imagens de alvos específicos. Isso evitará a compra de imagens obsoletas e otimizará o tempo de resposta no recebimento dessas imagens”, observa a chefe-adjunta de Pesquisa e Desenvolvimento da Embrapa Territorial, Lucíola Magalhães. Ela também é membro do Grupo de Assessoramento da Comissão de Coordenação de Implantação de Sistema Espaciais (CCISE), colegiado que articula o Programa Estratégico de Sistemas Espaciais (PESE).
Projeto Carponis-1
O nome é formado pela junção das palavras gregas “karpos”, que significa fruto; e “ornis”, pássaro. O Carponis-1 faz parte das constelações de satélites do Programa Estratégico de Sistemas Espaciais (PESE), que integra o Programa Espacial Brasileiro. A iniciativa é gerenciada pela Comissão de Coordenação e Implantação de Sistemas Espaciais (CCISE), da Força Aérea Brasileira, e está alinhada à Estratégia Nacional de Defesa para o setor espacial. O PESE prevê a implantação de uma constelação de satélites, além da infraestrutura de controle e de operação. O Carponis-1 será o primeiro, com previsão para lançamento em 2022.
Melhor monitoramento de ILPF e aquicultura
O diferencial do Carponis-1 está na alta resolução espacial e temporal. A previsão é que os sensores acoplados ao satélite gerem imagens nítidas abaixo de um metro e com intervalo de três a cinco dias. Hoje, o Brasil opera apenas um sistema espacial, em parceria com a China. Mas a melhor resolução obtida a partir dele é de cinco metros e intervalo de até 26 dias entre os registros.
Para se ter uma ideia do ganho com a escala submétrica, nas imagens com resolução de quatro metros, cada pixel equivale a uma área de 16 m². Já as de um metro de resolução refletem 1 m² por pixel. Com imagens melhores e mais facilmente disponíveis, a Embrapa Territorial espera avançar, por exemplo, no monitoramento das áreas de Integração Lavoura-Pecuária-Floresta (ILPF), sistema produtivo em expansão no País. “É muito difícil com satélites de média resolução conseguir identificá-las. Mesmo com os de alta resolução, esse mapeamento não vai ser uma tarefa simples”, adianta Magalhães.
Os trabalhos com aquicultura também seriam beneficiados com um satélite brasileiro de alta resolução. Atualmente, a Embrapa está desenvolvendo um sistema de inteligência territorial estratégico para o segmento. O primeiro passo é identificar, em imagens espaciais, a localização dos tanques escavados para criação de animais aquáticos. “Quando você trabalha com imagens de média ou baixa resolução, é difícil ter certeza de que determinado ponto corresponde a um tanque para aquicultura, tendo em vista os diferentes tipos existentes”, conta a chefe-adjunta. A expectativa é que, com material de melhor definição, o trabalho ganhe assertividade.
Intervalos menores de captação
Os pesquisadores também esperam incremento nos estudos pela geração de material com menor intervalo de tempo. O maior ganho é a chance de obtenção de imagens livres de nuvens, um dos principais fatores que comprometem a visibilidade em regiões de alta umidade, como na costa brasileira e região amazônica. Na agricultura, fazer imagens com mais frequência torna-se ainda mais importante, já que as principais fases de desenvolvimento das culturas ocorrem justamente no período de chuvas.
O tempo entre a captura da imagem em território nacional e o seu download pelo usuário deve ser menor do que duas horas, adianta o tenente Bruno Mattos, coordenador do projeto Carponis-1. Se a área de interesse estiver fora do Brasil, esse intervalo aumenta, mas, ainda assim, não deve chegar a 12 horas.
O tipo de sensor embarcado no satélite também é determinante para os trabalhos em agricultura. Além das bandas que geram a fotografia em cores dos terrenos (vermelho, verde e azul – RGB), “é indispensável, no mínimo, uma banda no infravermelho próximo (NIR)”, diz Magalhães. A presença dela é o primeiro passo para utilizar as imagens em agricultura de precisão. Com esse recurso, além da interpretação visual, os técnicos contam com informações espectrais que podem dar indicações sobre a saúde da plantação em uma determinada área, por exemplo. Identificação de deficiências nutricionais e estimativas de produtividade são outras aplicações. “Quanto mais bandas espectrais, mais informações conseguimos sobre um objeto terrestre”, explica.
Histórico
O primeiro passo para a parceria entre a Embrapa e a FAB na operação do Carponis-1 foi dado no Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Mapa), com a apresentação do projeto para gestores da pasta. Em agosto, houve a assinatura de um memorando de entendimento entre as instituições. Na época, o chefe da Área de Planejamentos Operacionais do Estado-Maior da Aeronáutica, major-brigadeiro Jefson Borges, explicou que o interesse das Forças Armadas na parceria era devido ao avançado estágio em que a Embrapa se encontra na área de monitoramento por satélite. O secretário-executivo do Mapa, por sua vez, disse que o ministério tem interesse em projetos de inteligência territorial, fundamentais para o desenvolvimento tecnológico e de monitoramento do setor agropecuário nacional.
O chefe-geral da Embrapa Territorial, Evaristo de Miranda, lembra o papel das imagens espaciais no monitoramento ambiental do País, que mantém mais de 1.800 unidades de conservação. Para ele, o acompanhamento da ocupação efetiva de áreas do território nacional, por meio de satélites, é fundamental, mas tem representado gastos elevados, em função da necessidade da compra de imagens.
A organização militar espera que a operação de um satélite de alta resolução também traga ganhos para a indústria nacional. “No curto prazo, empresas nacionais serão subcontratadas para proverem produtos e serviços relacionados à implantação do Sistema Carponis-1. No médio e longo prazo, com a demanda nacional por imagens de satélites bem estabelecida, tais empresas serão contratadas diretamente para o desenvolvimento de satélites nacionais, os quais complementarão e substituirão as capacidades do Sistema Carponis-1”, prevê o tenente Bruno Mattos, da FAB.
A comunidade acadêmica também deve ser beneficiada com a facilidade de acesso a imagens espaciais de alta resolução.
Com informações do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento
Resultados do Programa Água Doce foram apresentados no final de novembro, em Salvador – Foto: Luiz C. Hermes
Um projeto desenvolvido pela Embrapa no âmbito do Programa Água Doce (PAD) pretende avaliar a viabilidade do uso de resíduos de dessalinização em cultivo de plantas alimentícias halófitas (resistentes à salinidade). Atualmente, os rejeitos do processo dos sistemas dessanilizadores já em funcionamento no âmbito do programa do Ministério do Meio Ambiente são utilizados para a criação de peixes e plantio de forrageiras para nutrição de caprinos.
Segundo o pesquisador Luiz Carlos Hermes, da Embrapa Meio Ambiente (Jaguariúna, SP), a quinoa é uma das espécies em avaliação. Luiz Carlos Hermes explica que a espécie nativa da região andina do Peru, Bolívia, Equador e Colômbia é um alimento muito nutritivo, considerado o mais completo dentro do reino vegetal, que pode servir como fonte de alimentação humana e de renda.
Conforme explicou Hermes, o projeto vai atuar em várias frentes, com o objetivo de gerar impactos positivos no campo ambiental e social. “As oportunidades e os desafios são muitos, o que vai demandar o apoio de uma equipe com especialidades específicas com o ambiente semiárido, além da participação de órgãos municipais, estaduais e federais, por exemplo.”
O Programa Água Doce
Entre os dias 27 a 30 de novembro de 2018, Luiz Carlos Hermes e a chefe de Transferência de Tecnologia da Embrapa Meio Ambiente, Paula Packer, participaram do Encontro Regional “O Brasil que Cuida das Suas Águas: construindo as bases para o Programa Nacional de Revitalização de Bacias Hidrográficas – Região Nordeste” e do Encontro Nacional do Programa Água Doce 2018, em Salvador (BA).
Durante o evento, representantes do MMA e dos governos estaduais beneficiados pela iniciativa assinaram o IV Pacto Nacional de Execução do programa, que visa dar continuidade aos convênios e planos estaduais, fortalecer os núcleos locais e integrar o PAD às políticas de saúde e de educação no âmbito estadual, entre outras medidas.
O Programa Água Doce atua em comunidades rurais do semiárido brasileiro com o objetivo de ampliar o acesso à água de qualidade para o consumo humano, por meio de sistemas de dessalinização de água salobra. A iniciativa abrange os nove estados do Nordeste e também Minas Gerais.
Durante o evento em Salvador, houve a entrega de 145 sistemas de dessalinização do programa. Os equipamentos foram implantados em 24 municípios do semiárido baiano, com capacidade para beneficiar população aproximada de 58 mil pessoas residentes em comunidades rurais.
Os sistemas concluídos na Bahia são parte de um conjunto de entregas realizadas pelo PAD nos estados de Alagoas, Ceará, Paraíba, Piauí, Rio Grande do Norte e Sergipe, que somam 589 sistemas, contemplando cerca de 230 mil pessoas com água de qualidade no semiárido brasileiro.
Pesquisa da Embrapa em parceria com a Universidade Federal de Viçosa (UFV) identificou dois novos genes que potencializam a tolerância da planta ao alumínio na cultura do sorgo. A descoberta brasileira foi contada em artigo publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA (PNAS), da Academia de Ciências dos Estados Unidos da América, por meio do artigo “Variantes repetitivas na região promotora do gene SbMATE protegem as raízes de sorgo dos efeitos tóxicos do alumínio por meio de interações em cis e trans”. Os dois genes identificados potencializam o efeito de um terceiro, chamado SbMATE, que faz com que as plantas tolerem o alumínio tóxico em solos ácidos.
Esses dois genes isolados, chamados de fatores de transcrição, atuam como um sensor: na presença de alumínio, a expressão de ambos é aumentada, exatamente quando a tolerância ao elemento é necessária. Na ausência do elemento químico, a expressão dos dois é reduzida, diminuindo também a expressão do gene SbMATE.
“Acreditamos que isso seja resultado de um mecanismo evolutivo, para evitar a perda de energia, na forma de carbono orgânico, quando não há estresses de alumínio”, esclarece o pesquisador da Embrapa Milho e Sorgo(MG) Jurandir Vieira de Magalhães, que liderou a pesquisa em parceria com a professora Elizabeth Fontes, da Universidade Federal de Viçosa (UFV).
Esse resultado é especialmente importante porque os solos das regiões do Cerrado brasileiro são ácidos, com a presença de alumínio, que danifica o sistema radicular das plantas e reduz a produtividade da lavoura. Além do Brasil, esse problema também é muito comum em regiões tropicais, em grande parte da África e da Ásia.
Mais tolerância à seca
A tolerância das culturas ao alumínio tem relação estreita com a capacidade da planta de tolerar também a seca, pois, quando as raízes das culturas são danificadas pelo alumínio, elas não se aprofundam no solo. Um sistema radicular danificado reduz a capacidade de absorção de água e de nutrientes, o que ocasiona a perda de produtividade nas lavouras. Esse problema é particularmente comum nos períodos de veranico, que ocorrem com frequência na região do Cerrado brasileiro.
“Na Embrapa, inclusive, foi pela identificação de cultivares mais tolerantes à seca que, há mais de 20 anos, os primeiros materiais tolerantes ao alumínio foram identificados pelos pesquisadores Robert Schaffert, no melhoramento de sorgo, e Elton Gama e Ricardo Magnavacca, no melhoramento de milho.”, conta Magalhães.
Avanço no processo de melhoramento
A intensão da pesquisa também foi gerar uma tecnologia que permitisse fazer um diagnóstico molecular da tolerância ao alumínio até mesmo de um banco de germoplasma, com centenas ou até milhares de acessos, facilitando o trabalho do melhorista na identificação de fontes de tolerância.
Esse resultado pode ser utilizado para direcionar os cruzamentos nos programas de melhoramento genético, de forma a facilitar a produção de cultivares tolerantes ao alumínio. “O estudo, no fim, compõe um sistema de informação genética. Agora, com o conhecimento desses genes, fazendo novos ensaios moleculares, podemos indicar ao melhorista, com maior precisão, quais os cruzamentos devem ser feitos para o desenvolvimento de cultivares de sorgo tolerantes ao alumínio para cultivo em solos ácidos.”
Para Magalhães, dois impactos desse trabalho se destacam. “Agora, considerando os novos genes, temos maior poder de predição se um genótipo vai ser tolerante ou sensível ao alumínio, e podemos também maximizar a eficiência do gene SbMATE no aumento da produtividade do sorgo cultivado em solos ácidos”, comemora o cientista.
A descoberta do gene fundamental para a lavoura
De acordo com Magalhães, a pesquisa com tolerância de plantas à toxidez do alumínio na Embrapa já tem várias décadas e, a partir de 2002, os cientistas começaram a investir na clonagem dos genes relacionados à essa característica.
“Um estudo da clonagem, concluído em 2007, resultou na identificação do SbMATE, o primeiro gene de tolerância ao alumínio isolado em sorgo e o segundo identificado em plantas. O trabalho foi realizado pela Embrapa Milho e Sorgo em parceria com a Universidade de Cornell, o Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (USDA) e a Universidade do Texas A&M”, conta o cientista da Embrapa, lembrando que o resultado foi publicado na revista Nature Genetics.
Com base nesse conhecimento, a equipe da Embrapa Milho e Sorgo realizou uma investigação do efeito desse gene na produtividade de grãos em solos ácidos. “Apesar de já termos isolado o gene SbMATE, nós ainda não havíamos quantificado em detalhes o seu efeito na produção de sorgo cultivado em solos com toxidez de alumínio. Publicamos então um outro artigo em 2016, mostrando que o gene provoca um aumento de produtividade de sorgo de mais de uma tonelada por hectare sob toxidez de alumínio no solo. Concluímos que, para uma condição de cultivo de sorgo em solos de Cerrado, é fundamental ter esse gene na cultura”, declara.
No entanto, os cientistas encontraram, posteriormente, materiais que deveriam ser tolerantes ao alumínio, por causa da ação do gene SbMATE, mas apresentavam menos tolerância do que o esperado, ou era até mesmo sensível ao elemento. “Começou a haver uma certa frustração, pois a técnica funcionava, mas não de forma perfeita como desejávamos. Com isso, levantamos a hipótese de que o gene SbMATE provavelmente não agia sozinho. Talvez ele precisasse de outros genes para controlar a sua expressão, potencializando seu efeito na tolerância ao alumínio”, lembra Magalhães.
Foi justamente esse o teor da descoberta publicada agora na revista PNAS. Na pesquisa, foram identificados dois outros genes que interagem com o gene clonado em 2007 e potencializam a ação daquele na tolerância ao alumínio. “A identificação desses dois novos genes foi um ponto fundamental do trabalho. Explicando de uma forma bem simples, os genes têm uma sequência de DNA, que precede o gene propriamente dito, chamada de região promotora, que controla a expressão gênica. Espera-se que, quanto maior a expressão de um gene, maior deverá ser a quantidade da proteína codificada por esse gene, o que influenciará as diferentes características controladas pelos genes como, por exemplo, a tolerância ao alumínio controlada pelo gene SbMATE.”
Em outras palavras, os genes podem ser mais ou menos expressos, dependendo de variantes presentes nas regiões promotoras. Por exemplo, as células do organismo humano contêm o conjunto completo dos genes do organismo. Entretanto, alguns deles podem estar ligados em certas células e outros desligados, ou podem ocorrer variações na expressão gênica, em determinados tecidos e em certas condições. Isso contribui, entre outras coisas, para diferenciação dos nossos órgãos.
O pesquisador da Embrapa explica que a mesma comparação pode ser feita com os genes de tolerância ao alumínio. O gene SbMATE é muito mais expresso bem na ponta da raiz do que em outras regiões radiculares, e é exatamente o ápice radicular que tem que ser protegido do alumínio para que o sistema radicular se desenvolva bem na presença do metal. (veja a diferença na figura acima)
Os clones das melhores plantas apresentaram o entrenó maior que as cultivares tradicionalmente utilizadas no campo, o que permite a melhor frutificação nos ramos e facilita a colheita. Eles têm maturação dos frutos mais homogênea e apresentam espigas sem falhas de frutos. Seu rendimento ficou em 33% na secagem da pimenta, enquanto as plantas tradicionais apresentam rendimento de 28%. Além disso, os novos clones se adaptam melhor ao período de estiagem. Todas essas características foram herdadas da planta original.
Isso tudo tem um agravante, segundo a pesquisadora: a carga viral passa de “planta-mãe para filha”. Portanto, toda muda produzida a partir de estaca de uma planta doente já carrega o vírus consigo. Esse processo de adoecimento da planta e da perpetuação da carga viral ao longo das gerações tem o nome de degenerescência.
