Resumo:
Uma doença grave que ameaça a indústria do cacau em todo o mundo pode estar prestes a virar a esquina. Uma equipe de pesquisa da Universidade Estadual da Pensilvânia, nos Estados Unidos, anunciou que desenvolveu plantas de cacau que são mais resistentes à "doença da vagem negra" por meio de uma combinação de edição genética e técnicas tradicionais de melhoramento. Em testes laboratoriais, a modificação de apenas duas bases de ADN no genoma do cacau reduziu a incidência da doença em cerca de 42%, trazendo uma nova esperança para garantir o fornecimento global de chocolate no futuro.
A doença da vagem negra é considerada uma das doenças mais devastadoras que a indústria global do cacau enfrenta. A doença, causada por um patógeno semelhante ao mofo, causa atualmente uma perda anual estimada de 30% na produção global de cacau. Ao mesmo tempo, a mudança nos padrões de precipitação, o aumento da humidade e outras tensões ambientais provocadas pelas alterações climáticas estão a tornar cada vez mais difícil a produção de cacau. Dado que milhões de agricultores em todo o mundo dependem do cultivo do cacau para a sua subsistência, questões relacionadas suscitam preocupações sobre a estabilidade do fornecimento futuro de chocolate.
A equipe de pesquisa afirmou que a variedade de cacau recém-desenvolvida apresentou resistência significativamente maior a doenças em condições de laboratório. Os pesquisadores usam tecnologia de edição genética para fortalecer os mecanismos naturais de defesa da planta, em vez de introduzir genes estranhos. Eles então usaram o cruzamento tradicional para remover completamente o DNA estranho associado às ferramentas de edição genética, de modo que as plantas finais retivessem apenas mutações benéficas.
Esta pesquisa baseia-se em décadas de pesquisa sobre cacau na Penn State. Mark Giltinan, professor de botânica hortícola e um dos líderes do projeto, destacou que os consumidores normalmente só veem produtos de chocolate acabados nas prateleiras das lojas, mas raramente percebem que as culturas e indústrias por trás deles enfrentam enormes desafios. A equipa de investigação espera desenvolver mais ferramentas para ajudar os produtores a continuarem a produzir cacau de uma forma sustentável e económica.
Os pesquisadores disseram que o cacau é nativo da floresta amazônica e cresce sob a cobertura da floresta tropical há muito tempo, por isso é particularmente sensível às mudanças ambientais. Hoje, o cacau é amplamente cultivado em áreas tropicais da África, Ásia e América Latina, mas as condições ambientais nestas áreas muitas vezes diferem muito do seu habitat nativo. As mudanças na precipitação, temperatura e humidade não só afectam os rendimentos, mas também podem aumentar o risco de surtos de doenças.
Para tornar as coisas ainda mais difíceis, o cultivo de cacaueiros é muito lento. Geralmente leva cerca de três anos para amadurecer e começar a produzir sementes, e muitas vezes leva décadas para criar e avaliar uma nova variedade. Em contraste, o clima está a mudar muito mais rapidamente do que as árvores conseguem adaptar-se naturalmente. A equipa de investigação acredita que tecnologias modernas, como a edição genética, podem ajudar os criadores a enfrentar estes desafios mais rapidamente.
Em um estudo publicado no Journal of Plant Biotechnology, os cientistas usaram o sequenciamento do genoma, a edição genética CRISPR e o cruzamento tradicional para atingir um gene chamado TcNPR3. Este gene muitas vezes atua como um “freio” para o sistema imunológico da planta. Ao ajustá-lo, os pesquisadores ativaram parcialmente a resposta de defesa natural do cacaueiro, ganhando assim maior proteção contra a invasão de patógenos.
Surpreendentemente, a alteração genética foi extremamente pequena. Os pesquisadores não introduziram na planta um sistema completamente novo de resistência a doenças, mas simplesmente ajustaram seu mecanismo original. No seu caso de maior sucesso, eles mudaram apenas duas das aproximadamente 450 milhões de bases de cacau. É uma mudança tão pequena que alcançou um efeito de redução de doenças de cerca de 42% em ambiente de laboratório.
Como a planta final teve todo o DNA estranho removido, este tipo de planta de cacau não é mais considerado um organismo geneticamente modificado no sentido tradicional sob as atuais estruturas regulatórias nos Estados Unidos e na União Europeia. Os pesquisadores acreditam que esse recurso ajudará na promoção e aplicação de variedades relacionadas no futuro.
No entanto, a equipe de pesquisa também enfatizou que os resultados laboratoriais podem não refletir totalmente o ambiente real de plantio. Atualmente, eles estão trabalhando com o Departamento de Agricultura dos EUA para realizar testes de campo no Havaí e em Porto Rico para avaliar o desempenho dessas plantas melhoradas em condições agrícolas reais. Somente após verificação de longo prazo é que se pode determinar se tem valor comercial de plantio.
Para promover os resultados da pesquisa ao mercado, a Universidade Estadual da Pensilvânia assinou um acordo de licenciamento com a AgroNetica, empresa focada no desenvolvimento da biotecnologia do cacau. A empresa obteve os direitos de desenvolvimento comercial para as plantas mutantes resistentes a doenças relevantes e planeia continuar os testes de acompanhamento, expandir a escala de reprodução e, eventualmente, promover as variedades melhoradas aos produtores nos países produtores de cacau.
Traduzir os resultados laboratoriais em novas variedades de culturas que os agricultores possam cultivar amplamente requer investimentos e anos significativos, observam os investigadores. As plantas devem não só ser submetidas a mais testes, mas também estabelecer sistemas de propagação e distribuição comercial em grande escala, que muitas vezes estão além das capacidades das instituições de investigação universitárias, pelo que o envolvimento de parceiros industriais é crucial.
Na verdade, esse resultado também é resultado do investimento de longo prazo no Projeto de Biologia Molecular do Cacau da Universidade Estadual da Pensilvânia. O projeto começou na década de 1980 e, ao longo das últimas décadas, estabeleceu uma série de ferramentas biotecnológicas importantes, dissecou importantes vias genéticas e tornou-se um dos principais centros de pesquisa de cacau do mundo. Essas acumulações de longo prazo lançaram as bases para os resultados atuais da edição genética.
Além da resistência a doenças, a AgroNetica também planeia desenvolver características mais melhoradas no futuro, incluindo o aumento da tolerância ao calor e à seca, reduzindo a acumulação de cádmio, cultivando uma estrutura de árvore compacta mais adequada para a gestão mecanizada, encurtando o tempo para a primeira frutificação e até mesmo desenvolvendo variedades de cacau sem cafeína. No entanto, estes objectivos ainda estão em fase de investigação e desenvolvimento e ainda não se tornaram vantagens comprovadas das variedades existentes resistentes a doenças.
A equipa de investigação afirmou que à medida que as alterações climáticas continuam a intensificar-se e os agentes patogénicos e os ambientes em crescimento continuam a mudar, os desafios enfrentados pela indústria do cacau não serão resolvidos de uma só vez. No futuro, espera-se que as tecnologias de melhoramento acelerado e de edição genética desempenhem um papel cada vez mais importante para ajudar os produtores a aumentar os rendimentos, reduzir as perdas e adaptar-se a ambientes em mudança.
Os pesquisadores enfatizaram que seu objetivo final não é simplesmente alcançar um avanço tecnológico, mas resolver problemas práticos para os produtores. Esta investigação será verdadeiramente bem sucedida se estas inovações ajudarem os agricultores a reduzir as perdas, aumentar a produtividade e adaptar-se mais rapidamente às mudanças nas condições ambientais.
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