Investigação

Edição genómica de plantas pode melhorar segurança alimentar de forma sustentável

Equipa do InPP, à semelhança de cientistas em todo o mundo, conclui que novas técnicas permitem mitigar os desafios impostos pelas alterações climáticas e pelo continuado aumento da população mundial.

〈 22/06/21 〉

Sabemos que, para alimentar a população mundial em 2050, teremos de aumentar a produção de alimentos em 70% [1]. E sabemos também que a agricultura está sob intensa pressão para cumprir as metas de sustentabilidade do Pacto Ecológico Europeu e da Estratégia do Prado ao Prato, pressionada pelas alterações climáticas, e pelo aumento das pragas e doenças que atacam as culturas.

Uma equipa do InnovPlantProtect (InPP) reviu centenas de artigos científicos, publicados nos últimos anos, e concluiu que “a edição genómica é um instrumento importante para melhorar a segurança alimentar de forma sustentável, e mitigar os desafios impostos pelas alterações climáticas globais e pela expansão da população mundial”. O artigo de revisão [2], intitulado Genome editing for resistance against plant pests and pathogens, acaba de ser publicado na Transgenic Research.

“O desenvolvimento de novas ferramentas para melhorar a proteção de plantas é crítico no contexto dos atuais desafios agrícolas, ambientais e ecológicos”, afirmam os investigadores, adiantando que “diversos esforços na área da edição genómica deram origem a plantas com características potencialmente benéficas, que podem ser rápida e facilmente aplicadas no terreno”.

As culturas estão invariavelmente expostas a pragas e doenças (esquerda). No sentido de acelerar o processo de melhoramento de plantas, as tecnologias de edição de genoma, como o CRISPR-Cas, permitem introduzir mecanismos de resistência ou remover suscetibilidade de forma rápida e precisa (direita).

A equipa analisou os avanços mais recentes na edição genómica com vista à melhoria da proteção de plantas, centrando-se na edição dos genomas de culturas, pragas e agentes patogénicos baseada na técnica CRISPR-Cas (Prémio Nobel da Química em 2020). Os investigadores não esqueceram outras tecnologias, como o silenciamento genético induzido pelo hospedeiro (HIGS, na sigla inglesa) e a utilização de agentes de biocontrolo, discutindo de que forma se pode tirar partido do CRISPR-Cas para acelerar o desenvolvimento de estratégias ecológicas que promovam uma agricultura sustentável no futuro.

[O HIGS consiste na produção, pela planta, de pequenas moléculas de RNA (sigla inglesa de ácido ribonucleico), que levam ao silenciamento de genes do agente patogénico; silenciar um gene significa “anular” a sua expressão.]

Como a edição genómica não requer cruzamentos, sublinham os autores do artigo, evita a introdução de características indesejadas através da ligação genética (situação em que um gene com uma característica positiva está fisicamente ligado a um gene que confere características negativas) em variedades melhoradas, acelerando todo o processo de melhoramento.

Além disso, as tecnologias de edição genómica podem visar diretamente os genes de suscetibilidade ou os fatores de virulência de pragas e agentes patogénicos, seja através da edição direta do genoma da praga em questão, ou adicionando mecanismos de edição genómica ao genoma da planta, ou a micro-organismos que atuem como agentes de biocontrolo.

Vários estudos analisados demonstram que a inativação direcionada de genes de suscetibilidade através da edição genómica é uma estratégia sólida para a proteção de culturas, capaz de produzir plantas não transgénicas. A técnica mostrou-se sobretudo eficiente na edição de genes de suscetibilidade a bactérias e fungos patogénicos.

“O impacto potencial da edição genómica, e da tecnologia CRISPR em particular, na biologia sintética de plantas para melhorar a resistência a pragas e doenças é enorme e terá um efeito direto na sustentabilidade agrícola, numa escala nunca antes vista”, conclui a equipa.

Artigo original:

Rato, C.Carvalho, M.F.Azevedo, C. & Oblessuc, Paula. Genome editing for resistance against plant pests and pathogens. Transgenic Research (2021). https://doi.org/10.1007/s11248-021-00262-x

[1] How to Feed the World in 2050, FAO expert paper

[2] Num artigo de revisão, os investigadores efetuam uma síntese crítica daquilo que já foi estudado e publicado por outros cientistas.


Informação disponibilizada pelo InnovPlantProtect.