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Avanço no melhoramento de plantas

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Usando uma combinação de três mutações gênicas, cientistas de plantas interromperam o processo usual de combinação dos genes durante a formação de células reprodutivas - pólen masculino e óvulos fêmeas. Estas plantas mutantes produziram, preferivelmente, pólen e óvulos geneticamente idênticos aos seus genitores, através de divisão celular mitótica.

Culturas que produzem sementes completamente de forma assexuada são resultado de um processo denominado de apomixia, que permite acelerar o melhoramento vegetal. Os híbridos descendentes de cruzamentos entre duas diferentes cultivares de uma cultura de plantas tendem muitas vezes a produzir maiores rendimentos. Mas quando híbridos passam por autofertilização para produção da próxima geração de sementes, as complexas redes genéticas que proporcionaram o "vigor híbrido" são combinadas, gerando descendentes não tão qualitativos como seus progenitores.

Algumas plantas, tais como vinhas, podem ser propagadas de maneira assexuada através de estacas - mas o mesmo não acontece em culturas de milho ou de trigo. Para produtores de plantas, seria uma via muito mais simples - e mais barata - se os híbridos pudessem simplesmente clonar-se em grandes números pela apomixia.

O cientista do Instituto Nacional Francês para a Investigação Agrícola, Raphaël Mercier, aborda juntamente com outros pesquisadores um importante obstáculo na investigação sobre apomixia: a necessidade de produzir plantas capazes de gerar células reprodutivas por mitose e não por meiose.

Os cientistas pesquisaram genes na planta modelo Arabidopsis thaliana suscetíveis de serem associados a meiose - a partir de onde e quando os genes foram expressos. Foi encontrado um componente genético denominado de omissão de segunda divisão (OSD1), pois plantas mutantes para este gene não efetuavam a segunda fase da divisão celular que ocorre durante a meiose.

Quando os pesquisadores associaram mutações no gene OSD1 com duas alterações em outros genes que afetam meiose, as plantas resultantes não realizavam essa forma de divisão e produziam suas células reprodutivas por mitose. Porque lhes falta a divisão de redução da meiose, as células são diplóides (contendo duas cópias do genoma), como o corpo das células vegetais, em vez de haplóides (contendo uma cópia do genoma) como em células reprodutivas normais.

Os mutantes triplos são uma reminiscência de uma mutante relatada no ano passado pelo cientistas do Centro de Biologia Celular e Molecular em Hyderabad, na Índia. Essa mutante, denominada díade, também é capaz de gerar células reprodutivas femininas por mitose, mas apenas a baixa freqüência, e muito raramente são produzidas sementes viáveis após a fertilização. Em contraste, os organismos mutantes criados pelos cientistas na França produziram tantas células reprodutivas como as Arabidopsis normais, além de produzir sementes triplóides e tetraplóides viáveis.

O êxito da apomixia é ainda uma meta distante. Os pesquisadores devem primeiro descobrir como direcionar as plantas cultivadas para produzirem sementes viáveis, a partir de células diplóides sem fertilização - um processo chamado partenogênese. Se não houver meiose, a fertilização causa um número elevado de cromossomos em cada nova geração, um resultado indesejável.

Cerca de uma década atrás, pesquisadores descobriram o que parece ser um componente-chave da apomixia: mutantes que produziam endosperma - tecido nutritivo que envolve o embrião na semente – sem fertilização prévia. Esta constatação conduziu a um interesse de muitos pesquisadores por este campo de pesquisa. Atualmente, entretanto, devido a dificuldade do processo, tornam-se necessários novos incentivos para impulsionar os estudos nesta área e consolidar a apomixia.
15/06/2009
 

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