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Ciência & Tecnologia

Publicada em 10/06/2014

Pesquisadores chegam ao sequenciamento do genoma citros

IAC e Embrapa são os participantes brasileiros no consórcio internacional.

Do IAC

Os trabalhos de um consórcio internacional de pesquisadores dos Estados Unidos, França, Itália, Espanha e Brasil acabam de resultar no sequenciamento do genoma citros, divulgado pela primeira vez em 8 de junho de 2014, na Nature Biotechnology. Os representantes brasileiros são pesquisadores do Instituto Agronômico (IAC), de Campinas, e da Embrapa. Com este resultado, a equipe espera possibilitar o desenvolvimento de estratégias para melhoramento de citros, incluindo a resistência ao huanglongbing (HLB) e outras doenças. “Esse é um resultado que está sendo perseguido há vários anos por toda a comunidade internacional que trabalha em pesquisa com citros. É um marco na história da pesquisa em citricultura”, afirma Marcos Antonio Machado, pesquisador do IAC, da Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios, da Secretaria de Agricultura e Abastecimento.

O grupo analisou e comparou as sequências do genoma de dez diferentes variedades de citros, incluindo laranjas, doce e azeda, toranjas e tangerinas. Os esforços de cientistas de diversas regiões do mundo têm o objetivo de aplicar ferramentas genômicas e novas abordagens para compreender como surgiram as variedades de citros e como elas respondem às doenças e a outros estresses ambientais, como o hídrico. Ao entender esse comportamento, a pesquisa poderá ser direcionada ao desenvolvimento de soluções para os desafios do setor citrícola, como o ataque do huanglongbing (HLB), doença infecciosa que vem destruindo os pomares no Estado de São Paulo e na Flórida, principais regiões citrícolas no planeta.

“O objetivo desta pesquisa, primeiramente, foi gerar um genoma de referência de alta qualidade, para tanto utilizamos uma espécie haploide (apenas um cromossomo de cada par) de tangerina Clementina. Depois sequenciamos mais nove espécies de citros, incluindo laranja doce e tangerina”, explica Machado, pesquisador do IAC que integra o consórcio internacional. Ele afirma que a estratégia visou à obtenção de uma boa ideia sobre como uma espécie originou outra ao longo da evolução. O estudo mostrou que essas diversas variedades analisadas são derivadas de duas espécies de citros selvagens, existentes no Sudeste Asiático há mais de cinco milhões de anos. Uma das sequências foi o genoma de referência de alta qualidade da tangerina Clementina.

Segundo Machado, a partir de agora a ciência tem novas ferramentas e um enorme banco de dados de informações genéticas e genômicas para abordar com mais segurança os trabalhos de melhoramento, como os que são realizados no Centro de Citricultura do IAC, em Cordeirópolis, interior paulista.

O trabalho, desenvolvido desde janeiro de 2009, viabilizou o entendimento da estrutura genética de laranjas doce e azeda, tangerinas e toranjas. Com esse ponto de partida, é possível reproduzir as fases iniciais da domesticação, até então desconhecidas, por meio do uso de técnicas modernas de melhoramento e possibilitam o desenvolvimento de novas variedades.

Os resultados obtidos poderão proporcionar o melhoramento dirigido por sequência, levando a materiais mais resistentes a pragas, doenças e mudanças ambientais. De acordo com Machado, os desafios do melhoramento poderão ser mais bem superados com essas novas ferramentas obtidas das informações sobre o genoma. “A expectativa é que tenhamos um melhor entendimento dos processos que levam ao HLB e consigamos controlá-lo. Mas ainda não tem nada “concreto” para amanhã. Genoma é, em última análise, informação e esta só tem valor se puder ser utilizada”, diz o pesquisador sobre a importância de o conhecimento continuar sendo explorado até chegar a tecnologias em vias de adoção pelo setor de produção. O caminho é longo.

Machado esclarece que essa pesquisa abre portas para outros estudos. “É um alento saber que novas ferramentas estão disponíveis e novas abordagens são prováveis de sucesso para velhos desafios, isto é, melhorar o grupo dos citros”.

O pesquisador e diretor do Centro de Citricultura do IAC afirma que as próximas etapas envolvem análises que possam levar a respostas sobre as diferenças nos genomas entre uma espécie e outra, como laranja doce e tangerinas, por exemplo. “Quais as principais diferenças que poderiam estar associadas aos fenótipos dessas espécies? As diferenças observadas explicam porque as tangerinas são resistentes a algumas doenças e as laranjas mais suscetíveis? Será possível modificar uma espécie aproximando-a das características da outra?”, questiona.

O sequenciamento do genoma citros representa um diferencial, segundo Machado, ao disponibilizar novas ferramentas no ofício contínuo da investigação científica. A partir deste resultado tão perseguido, muitos outros estão por vir. “Temos uma excelente base genética e bons mapas genéticos que nos permitem aproveitar muito mais as informações geradas”, diz.

No Brasil participam o IAC e a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa). Parte do financiamento desse sequenciamento vem também de recursos de agências de fomento brasileiras, como a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) e Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), por meio do Programa Institutos Nacionais de Ciência e Tecnologia (INCT), do Ministério de Ciência e Tecnologia, além de recursos da Embrapa.

Genoma viabiliza link entre primatas e a ciência moderna

Ao debruçar durante pouco mais de cinco anos sobre o sequenciamento dos citros, os cientistas do consórcio internacional conseguiram levantar informações referentes a espécies cítricas que existiram há cinco milhões de anos. É difícil imaginar algo há tanto tempo atrás. Mas essa ferramenta da biotecnologia permite analisar materiais cítricos e identificar que as diversas variedades estudadas originaram de duas espécies de citros selvagens, existentes no Sudeste Asiático, lá na fase dos primatas.

Segundo o documento do consórcio, uma dessas espécies selvagens deu origem à toranja cultivada, o maior fruto de citros, podendo pesar de 500 gramas a um quilo. As pequenas tangerinas, bem conhecidas do consumidor brasileiro e facilmente descascáveis, resultam de misturas genéticas de uma segunda espécie e da própria toranja. A laranja doce, a variedade de citros mais cultivada em todo o mundo, é um híbrido genético complexo de tangerina e toranja, presumivelmente responsável por suas qualidades únicas. A laranja azeda, importante porta-enxerto usado na citricultura brasileira no início do século XX, seria um híbrido interespecífico independente. Uma das sequências foi o genoma de referência de alta qualidade da tangerina Clementina.

A conhecida tangerina Ponkan também foi sequenciada com investimento do INCT. As análises revelaram que as toranjas representam uma espécie única de citros. Essa mesma afirmação não pode ser atribuída às tangerinas cultivadas, que há tempos foram consideradas livres de mistura com outras variedades. Na pesquisa, a comparação entre as sequências das chamadas tangerinas "tradicionais", como a cultivar asiática Ponkan e a cultivar mediterrânea Mexerica do rio, com tangerinas conhecidas para desenvolvimento de híbridos, concluiu-se que todos contêm segmentos do genoma de toranja. O genoma da tangerina “selvagem” Mangshan da China revelou que ela é uma exceção à regra, por ser uma espécie separada de outras tangerinas cultivadas.

Os citros formam o grupo de frutas mais cultivado no mundo. No Brasil, o setor citrícola movimenta cerca de US$ 5 bilhões, por ano, principalmente na produção e exportação de suco concentrado congelado e suco não concentrado. Nos EUA, a cultura foi avaliada em mais de US$ 3,1 bilhões, em 2013.