Os ganhos de produtividade da cultura não alteraram suas características – quantidade de proteína e óleo. Confira abaixo a nova soja que rende 33% a mais!
Modificações genéticas introduzidas na soja tornaram seu processo de fotossíntese mais eficiente e aumentaram em até 33% a produtividade das culturas transgênicas em experimentos de campo. Os ganhos de produtividade na cultura não alteraram suas características nutricionais. A quantidade de proteína e óleo armazenada nos grãos de soja alterados permaneceu a mesma da planta comum.
A fotossíntese transforma a energia da luz solar em energia química, que é essencial para o desenvolvimento das plantas. Os resultados são relatados em um artigo de capa de revista Ciência Desta semana. A botânica brasileira Amanda Pereira de Souza, da Universidade de Illinois, EUA, é a primeira autora do trabalho.
Essas mesmas mudanças já haviam sido testadas em tabaco pela equipe de Illinois em um trabalho de 2016, também publicado em Ciência, que mostrou um aumento de 20% na produtividade desta planta. “Aceleramos o processo de desligamento de um mecanismo de proteção contra o excesso de luz que reduz a fotossíntese quando a planta passa pela transição da exposição à luz para a sombra”, explica De Souza.
“Dessa forma, toda vez que há flutuação de luz nas folhas, evento comum no campo, há ganho de carbono pela planta devido à maior eficiência na fotossíntese.”
Entre 2005 e 2015, o botânico foi bolsista da FAPESP, primeiro no mestrado, feito no Instituto de Biologia da Universidade Estadual de Campinas (IB-Unicamp), e, posteriormente, no doutorado e pós-doutorado, realizado no Instituto de Biociências da Universidade Estadual de Campinas (IB-Unicamp). de São Paulo (IB-USP).
Os pesquisadores introduziram três genes de Arabidopsis thaliana, uma planta da família da mostarda usada como modelo de biologia. Esses genes já existem na soja normal. O objetivo de fortalecer o genoma da cultura com uma cópia extra é aumentar a produção das proteínas associadas a esses genes. Essas proteínas regulam um mecanismo de proteção das folhas de soja (e muitas outras plantas) quando expostas a um excesso de luz, chamada extinção não fotoquímica.
Em alta luz, as plantas fazem mais fotossíntese. Para evitar danos, as folhas que recebem muita luz dissipam o excesso de energia solar absorvida devido à ativação da extinção não fotoquímica.
Quando essas mesmas folhas entram em uma zona sombreada, devido à passagem de uma nuvem ou porque foram cobertas por alguma parte da planta, elas não desligam imediatamente esse sistema de defesa contra o excesso de sol.
Eles mantêm esse mecanismo ligado desnecessariamente por algum tempo e levam alguns minutos para direcionar a energia que entra para a fotossíntese, um atraso que diminui a eficiência do processo. A proteção fornecida pela têmpera não fotoquímica é ligada e desligada várias vezes ao dia, dependendo das condições de luz.
A introdução das cópias extras dos três genes faz com que as folhas da soja iniciem a fotossíntese em menos tempo do que o padrão quando passam de um ambiente com excesso de luz para um de sombra. “Essa modificação genética funcionou tanto para o tabaco quanto para a soja, que são culturas muito diferentes.”, comentou, em entrevista por e-mail com Pesquisa FAPESPbotânico Stephen Long, da Universidade de Illinois, chefe do grupo que realiza os estudos.
“Acreditamos que deve funcionar em culturas cujos ancestrais são originários de habitats abertos, onde as zonas de sombra eram raras.” Quarta cultura mais comum no mundo, a soja é a primeira cultura agrícola em larga escala em que é testada a alteração genética proposta pelo grupo de Illinois. No momento, De Souza está realizando experimentos semelhantes com mandioca.
A modelagem matemática indica que a soja transgênica poderia remover cerca de 10% a mais de carbono da atmosfera devido à otimização da fotossíntese. O grupo de Illinois, no entanto, ainda não realizou experimentos de campo para tentar medir se esse benefício realmente ocorre no campo.
“Modificações genéticas que melhorem o processo de fotossíntese podem ser úteis não apenas para aumentar a produtividade agrícola, mas também para estimular as plantas a retirar mais carbono da atmosfera e mitigar as mudanças climáticas.”, comenta o botânico Marcos Buckeridge, do IB-USP, em cujo grupo de pesquisa De Souza desenvolveu trabalhos antes de ir para os Estados Unidos.
A introdução de transgênicos sempre exige cuidados redobrados e a realização de estudos sobre possíveis impactos indesejados ao meio ambiente ou à saúde. Mesmo assim, é cada vez mais frequente o desenvolvimento de culturas geneticamente modificadas com maior produtividade.
Em julho, em outro estudar publicado em Ciênciauma equipe da Academia Chinesa de Ciências Agrícolas relataram o desenvolvimento de uma variedade de arroz transgênico que alcançou rendimentos de campo até 40% superiores à sua versão convencional.
Os chineses introduziram uma alteração genética diferente do grupo de Illinois que altera não apenas a fotossíntese da cultura, mas também seu processo de absorção de fertilizantes (nitrogênio) do solo e sua floração.
Matéria originalmente publicada em Revista Pesquisa da Fapesp
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