Os transgênicos são os produtos biotecnológicos mais famosos e polêmicos da agricultura, por isso acabam roubando a cena de outras técnicas que também atuam no melhoramento vegetal, a cultura de tecidos, o uso de marcadores moleculares e a criopreservação de material genético de plantas – que vamos apresentar no texto de hoje!
E se você quiser conhecer uma técnica nova que vem despontando na indústria de sementes, leia nosso texto sobre apomixia!
No âmbito vegetal, a transgenia é uma maneira de obtenção de uma nova planta, a qual possui uma determinada característica de interesse, que antes se apresentava em um indivíduo de uma outra espécie. Assim, é gerada uma combinação genética que não seria obtida por meio de cruzamentos.
Apesar de este conceito ser muito relacionado às plantas, também há outros organismos transgênicos como bactérias, leveduras e animais. Esses organismos são utilizados em outros setores industriais,por exemplo, para a produção de remédios, de diferentes produtos da indústria alimentícia, em pesquisas, entre outros. Um bom exemplo é a produção de insulina por uma bactéria transgênica, o que levou à diminuição do preço desse medicamento e uma maior segurança, já que antigamente era obtida de porcos ou cadáveres. Para saber mais sobre os transgênicos, o Profissão Biotec tem um vídeo explicando o assunto aqui.
As plantas transgênicas estão presentes no mercado brasileiro desde 1996 e representam uma grande porcentagem da soja, do milho e do algodão cultivados, contribuindo para sustentabilidade e produtividade dessas culturas. Mas antes de 1996, nós já melhorávamos plantas. Para falar a verdade, nossos antepassados fazem isso há cerca de 10 a 12 mil anos , quando começaram a selecionar quais eram as melhores plantas para serem cultivadas. Desde aquela época, a ciência evoluiu muito, trazendo inovações ao processo de seleção de plantas. Hoje, a biotecnologia nos auxilia de diversas formas, desde a conservação do material genético até na seleção desse material.
Como a biotecnologia ajuda a conservar material genético?
A base para qualquer programa de melhoramento genético é a variabilidade entre as plantas que serão utilizadas em cruzamentos. Ela é importante para que se possa obter um cruzamento que faça a união das diferentes características de interesse, que estão presentes em plantas distintas. Para manter essa variabilidade, há os chamados bancos de germoplasma.
Aqui no Brasil, a Embrapa mantém os principais bancos do país, englobando diferentes espécies, inclusive de microorganismos, insetos, plantas, entre outros. Instituições de ensino públicas também mantém alguns bancos no país, mas encontram dificuldades na sua manutenção devido à falta de verbas destinadas especialmente para isso. Na Unidade da USP em Piracicaba (ESALQ), temos o maior banco de orquídeas da América Latina, por exemplo.
Importância e Manutenção do Banco de Germoplasma de Soja pela Embrapa Soja localizada em Londrina FONTE: Embrapa Soja
Quanto ao armazenamento do material genético de plantas, uma parte delas é armazenada em baixa temperatura via semente. Mas há aquelas que não são propagadas por sementes ou aquelas que suas sementes não podem ser armazenadas em baixa temperatura, as quais chamamos de sementes recalcitrantes. Nesses casos, a biotecnologia surge como uma solução ao possibilitar o armazenamento na forma de cultura de tecidos ou criopreservação.
Por meio de cultura de tecidos, podemos armazenar o material vegetal, de diversas partes da planta, em condições assépticas com meio de cultura contendo macro e micronutrientes necessários. Para confeccionar um banco de germoplasma in vitro, normalmente utiliza-se concentrações de nutrientes mais baixas que o comumente utilizado para aquela cultura. Isso é feito para desacelerar o seu crescimento, evitando um número excessivo de troca de meio de cultura (repicagens). Essa técnica é chamada de crescimento lento. Para saber mais sobre como e porque cultivar plantas in vitro você pode ler mais neste texto do Profissão Biotec.
A criopreservação já é uma alternativa que visa o armazenamento das células, tecidos ou órgãos, os quais podem ser obtidos por cultura de tecidos ou não, em nitrogênio líquido a -296ºC. Nessa temperatura o material vegetal tem o seu metabolismo reduzido drasticamente, podendo ser conservado por um longo período, sem a necessidade de repicagens.
Como a biotecnologia ajuda no melhoramento convencional?
Por muito tempo, o melhorista selecionou características de interesse somente com base no visual e na morfologia de plantas. Embora tenha dado certo para algumas características, outras características como a produtividade, resistência a doenças ou tolerância aos estresses, por exemplo, não podem ser selecionadas de maneira eficiente só com essa abordagem. Essas características, conhecidas como herança quantitativa, possuem grande influência do ambiente, tornando mais complicado analisar a genética por trás delas.
A partir da década de 80, a técnica de marcadores moleculares passou a ser utilizada. Há marcadores de proteínas e enzimas, mas os mais utilizados são os que são capazes de detectar pequenas alterações no DNA (polimorfismos) que variam de indivíduo para indivíduo, mesmo em uma mesma espécie. Os marcadores do tipo SNP (do inglês Single Nucleotide Polymorfism) são os mais utilizados atualmente, sendo capaz de identificar o polimorfismo de um único nucleotídeo, ou seja, a variação de um único nucleotídeo entre as plantas analisadas. Isso só se tornou possível devido às descobertas em biologia molecular e os avanços na rapidez e diminuição do custo do sequenciamento de DNA.
No melhoramento, os marcadores moleculares auxiliam a determinar quais plantas serão utilizadas por estimar a divergência as plantas, permitindo selecionar os melhores pais para serem cruzados ou por possibilitar fazer uma seleção assistida que comprove que uma característica de interesse esteja presente nos organismos selecionados.
A Biotecnologia vem cada vez mais ganhando importância na agricultura, seja na forma de transgênicos, auxílio no melhoramento convencional ou na forma de outras tecnologias. É sempre bom lembrar que as tecnologias de transgenia e melhoramento nos permitiram obter um aumento expressivo na produção de alimentos, e com certeza continuarão sendo nossas aliadas nos próximos anos, se quisermos vencer os desafios de mudança de clima e do aumento da população.
