Quando falamos sobre algo sintético, nos vem à cabeça algum produto que foi criado de forma artificial, utilizando determinados componentes, mas que se assemelha muito à sua forma natural, como o caso do couro sintético. Cientificamente, o termo biologia sintética é comumente utilizado para se referir ao uso de técnicas de engenharia genética e bioquímica para modificar células ou organismos inteiros no propósito de produzir substâncias novas ou até mesmo produzir vida a partir de materiais não vivos.
No campo da biotecnologia vegetal, o termo sintético é empregado para se referir a uma tecnologia moderna para a produção de sementes sintéticas (SynSeed), que vem sendo utilizada na agricultura e apresenta vantagens para a produtividade agrícola. Mas como ela funciona? Confira no texto de hoje.
Synseeds
O termo Synseeds, do inglês Synthetic Seeds, se refere a uma tecnologia inovadora para a produção de sementes artificiais ou sintéticas. Uma semente sintética é a junção de um propágulo vegetal (células, tecidos ou órgãos que dão origem à uma nova planta) envolto por uma cápsula artificial, formando uma estrutura capaz de gerar uma nova planta e que apresenta a mesma função de uma semente cultivada de forma convencional. Essa tecnologia não se restringe apenas ao uso de sementes, podendo ser utilizadas quaisquer partes do vegetal que sejam capazes de regenerar uma nova planta, como brotos, agregados celulares, segmentos nodais e foliares.
A cápsula geralmente é formada pela combinação de alginato de sódio e cloreto de cálcio, envolvendo e protegendo o embrião de forma eficiente. O principal objetivo desta ferramenta é garantir que, no caso das sementes, o embrião consiga se desenvolver de forma saudável para que a planta seja cultivada em laboratório ou no campo. Para isso, também é recomendado que sejam adicionados hormônios e outras substâncias nutritivas dentro da cápsula.
Existem dois tipos de sementes sintéticas, descritas abaixo:
Sementes sintéticas dessecadas: múltiplos embriões somáticos são dessecados e encapsulados em polioxietileno (Polyox), o qual tem a função de impedir o crescimento de microrganismos.
Sementes sintéticas hidratadas: um único embrião é encapsulado em uma cápsula de hidrogel. Esta modalidade é recomendada para sementes sensíveis à dessecação e para plantas que têm sementes pouco viáveis ou com baixas taxas de germinação.
Para produzir sementes sintéticas, os seguintes tipos de tecidos podem ser utilizados:
- Embriões somáticos: são embriões obtidos a partir de células somáticas que geram plantas geneticamente idênticas (clones). Nesse caso, podem ser usados embriões somáticos que foram geneticamente modificados e contém características de interesse.
- Tecidos embriogênicos: são melhores utilizados para propagação de clones e engenharia genética, no entanto sua manutenção é mais trabalhosa e cara.
- Meristemas apicais: nesse caso, esses tecidos precisam ser encapsulados com substâncias que promovem o desenvolvimento de raízes.
- Protocormos: estruturas oriundas da germinação de sementes de orquídeas que apresenta uma estrutura vegetativa que dará origem ao primeiro ramo da planta.
Por que usar sementes sintéticas?
Uma das principais razões de se utilizar a tecnologia Synseeds é que a proteção fornecida pelas cápsulas permite que as sementes possam ser armazenadas por mais tempo sem que a sua viabilidade seja afetada. Além disso, as cápsulas evitam que as sementes sejam infectadas por patógenos ou atacadas por ervas-daninhas e pragas, garantindo um crescimento e desenvolvimento saudáveis. Atualmente, a tecnologia Synseeds é utilizada principalmente para o cultivo do mamão papaia em países tropicais, uma vez que esta planta enfrenta sérios problemas com patógenos que infectam as sementes.
Outra vantagem é evitar a dessecação, que ocorre muitas vezes em sementes cultivadas de forma natural. Ainda, o uso de sementes sintéticas é uma alternativa para cultivar muitas espécies ou variedades de plantas de interesse econômico que apresentam sementes que são mais difíceis de serem propagadas naturalmente, como é o caso da uva.
Para o setor agrícola, a tecnologia de sementes sintéticas permite aumentar a produtividade em larga escala, pois a multiplicação vegetal é mais rápida, e apresenta um baixo custo estimado. Outro ponto importante é que a uniformidade genética é mantida por mais tempo nas sementes sintéticas, o que não acontece bem nas técnicas de cultura de tecidos vegetais. Isto auxilia nos processos de preservação de sementes de plantas nos bancos de germoplasma vegetal.
O setor de produção de plantas ornamentais também se beneficia da tecnologia de Synseeds, pois é desejável manter as características marcantes de cada variedade comercializada para atender à procura dos amantes e colecionadores de plantas. Um exemplo é o cultivo da Rosa-do-Deserto no Brasil, onde a dispersão natural por sementes acaba gerando uma variabilidade genética muito grande. Pesquisadores da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) vêm trabalhando com a tecnologia de sementes sintéticas no intuito de controlar melhor a propagação de variedades de interesse sem perda de características desejáveis.
Ainda que a produção de sementes sintéticas seja promissora, algumas limitações trazem desvantagens para a técnica. Uma delas é a baixa taxa de sobrevivência de embriões somáticos de diversas espécies. Em muitos casos há um desenvolvimento imaturo dos embriões, o que gera plantas deficientes no seu crescimento e desenvolvimento. Outro desafio é que as cápsulas devem ser protegidas do ressecamento em seu estoque e a concentração de seus componentes deve ser cuidadosamente padronizada, pois são fatores limitantes para o desenvolvimento do embrião.
A tecnologia de sementes sintéticas traz uma promessa interessante de auxiliar na produção de alimentos mundialmente, acelerando o crescimento de variedades de plantas de forma mais viável. Além disso, essa ferramenta traz uma excelente alternativa para que sementes sejam transportadas para diversas regiões e países, sem que necessitem passar por processos de quarentena para certificar se estão viáveis ou contaminadas com patógenos. Tudo isso, com a participação dos avanços na área de biotecnologia vegetal.
Cite este artigo:
ABREU, F. Tecnologia de Sementes Sintéticas: a inovação da biotecnologia vegetal. Revista Blog do Profissão Biotec. V. 10, 2023. Disponível em: <https://profissaobiotec.com.br/tecnologia-sementes-sinteticas-inovacao-da-biotecnologia/>. Acesso em: dd/mm/aaaa.
Referências
BHATIA, Nancy. What is synthetic seed technology? Disponível em: <https://labassociates.com/what-is-synthetic-seed-technology>. Acesso em 20 de abril de 2023.
FAISAL, Mohammad; ALATAR, Abdulrahman A. Synthetic seeds. Springer, Cham, https:/doi. org/10.1007/978-3-030-24631-0, 2019.
NIETSCHE, Silvia et al. Cultivo e Manejo da Rosa-do-Deserto. Brazilian Journals Editora, 1ª edição, 187 p, 2021.
SINGH, Anjali. Synthetic Seeds: Definition and Applications. Disponível em: <https://www.plantcelltechnology.com/blogsynthetic-seeds-definition-and-applications/>. Acesso em 20 de abril de 2023.
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