A sequência de DNA de um gene no trigo responsável por resistir a um vírus devastador foi descoberta, dando pistas vitais para o manejo de culturas mais resistentes e suprimentos de alimentos saudáveis.
Por Universidade de Melbourne com informações de Science Daily.
As safras de trigo nas Américas, Ásia, Europa e África são frequentemente devastadas pelo Vírus do Mosaico Amarelo do Trigo ( WYMV ), portanto, há uma alta demanda por variedades ou cultivares de trigo que podem resistir a esse vírus.
Publicado hoje na PNAS , o estudo descobriu que o gene de resistência se originou em uma antiga planta selvagem do Mediterrâneo, parente do trigo.
O pesquisador principal do estudo, da Universidade de Melbourne, Dr. Mohammad Pourkheirandish, disse: “Esta descoberta pode ajudar no desenvolvimento de cultivares de trigo mais resistentes, aumentar o rendimento das colheitas e reduzir o uso de fungicidas prejudiciais. Também enfatiza a necessidade de preservar a biodiversidade para proteger os suprimentos de alimentos. “
O WYMV reduz o rendimento de grãos em até 80%, causando perdas econômicas significativas. O vírus é hospedado e transmitido por um fungo residente no solo que coloniza as raízes das plantas de trigo, descolorindo as folhas de trigo e atrofiando o crescimento das plantas.
Esporos fúngicos microscópicos contendo WYMV podem viver no solo por até uma década. Embora os fungicidas possam matar os esporos e interromper a transmissão, o tratamento fungicida não é econômico nem ecologicamente sustentável.
“A alternativa viável é cultivar seletivamente ou modificar geneticamente o trigo com resistência ao WYMV”, disse o Dr. Pourkheirandish.
“Antes desta pesquisa, sabíamos que um gene dominante chamado Ym2 reduz o impacto do WYMV nas plantas de trigo em mais de 70%, mas não entendíamos como o gene conseguiu isso”.
A equipe de pesquisa usou uma técnica chamada clonagem posicional para localizar o gene Ym2 em um cromossomo no trigo do pão e descobriu que sua sequência de DNA codifica uma proteína do tipo conhecido como NBS-LRR. Essas proteínas são ‘guardiãs’ que detectam patógenos e desencadeiam uma resposta imune nas plantas.
“Agora que conhecemos a sequência de DNA do gene , podemos selecionar linhas de reprodução que carregam Ym2 simplesmente analisando o DNA de um pequeno pedaço de folha, mesmo sem a etapa de inoculação do vírus”, disse o Dr. Pourkheirandish.
“Também tornará mais fácil encontrar variantes de Ym2 em parentes silvestres do trigo, o que pode fornecer resistência superior a doenças para melhorar ainda mais a cultura”.
O DNA do trigo moderno é quimérico, o que significa que seu material genético deriva de várias plantas ancestrais por meio de cruzamento natural ou hibridação, seguido de reprodução seletiva por humanos.
Ao comparar as sequências de DNA de espécies relacionadas, os pesquisadores descobriram que o Ym2 no trigo moderno para pão deriva de uma antiga planta selvagem chamada Aegilops sharonensis, nativa dos países mediterrâneos orientais. Um gene semelhante ocorre em Aegilops speltoides, outro ancestral selvagem do trigo para pão .
“Essas espécies selvagens teriam se cruzado com o trigo cultivado em algum momento e transmitido a resistência genética que agora é tão crítica comercialmente”, disse o Dr. Pourkheirandish.
“As plantas silvestres ancestrais são uma fonte rica de características úteis, como resistência a doenças, que os criadores de plantas e geneticistas podem extrair para proteger as culturas modernas e manter um suprimento saudável de alimentos – incluindo pão, macarrão, macarrão, cuscuz, doces, bolos e outros produtos de trigo dos quais muitos de nós dependemos e desfrutamos.”
Fonte da história:
Materiais fornecidos pela Universidade de Melbourne.
Referência do periódico :
Kohei Mishina, Takako Suzuki, Youko Oono, Yoko Yamashita, Hongjing Zhu, Taiichi Ogawa, Masaru Ohta, Kohei Doman, Wenjing Xu, Daichi Takahashi, Taiga Miyazaki, Akemi Tagiri, Chihiro Soma, Harukuni Horita, Shuhei Nasuda, Romain De Oliveira, Etienne Paux, Guoxiong Chen, Mohammad Pourkheirandish, Jianzhong Wu, Cheng Liu, Takao Komatsuda. Wheat Ym2 originated from Aegilops sharonensis and confers resistance to soil-borne Wheat yellow mosaic virus infection to the roots. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2023; 120 (11) DOI: 10.1073/pnas.2214968120
