Investigação genómica da cevada selvagem abre caminho a culturas resistentes ao clima

Uma equipa internacional de cientistas da Austrália e da China revelou o primeiro genoma à escala cromossómica de uma espécie de cevada selvagem, com as suas descobertas a oferecerem implicações diretas para uma agricultura mais sustentável e melhorias significativas no rendimento da produção de cereais na Austrália.

Conduzido por investigadores da Universidade de Murdoch e da Academia de Agricultura e Ciências Florestais de Pequim (BAAFS), o estudo inovador da espécie de cevada selvagem Hordeum brevisubulatum – conhecida pela sua excecional tolerância a solos alcalinos e salinos – constitui um avanço significativo no aproveitamento dos parentes selvagens das culturas (CWR) para combater a degradação dos solos e a crescente prevalência de fenómenos meteorológicos extremos.

O estudo, publicado na revista Nature Plants, identificou adaptações genéticas críticas, incluindo a duplicação de genes de resposta ao stress que permitem uma ingestão eficiente de nutrientes sob stress alcalino. Quando sobreexpressos, estes genes duplicaram a biomassa e proporcionaram melhores rendimentos em condições adversas.

A equipa descobriu também que um gene derivado de fungos, anteriormente conhecido pela sua resistência a doenças, reduzia o stress oxidativo em ambientes salino-alcalinos.

Na sequência destas descobertas, a equipa desenvolveu uma nova cultura hexaplóide, Tritordeum (AABBII), substituindo o subgenoma “D” do trigo pelo genoma I de H. brevisubulatum. Esta nova cultura apresentou um aumento notável de 48% na absorção de nitratos e um aumento de 28% no rendimento do grão sob stress, em comparação com o trigo convencional.

Chengdao Li, Diretor da Western Crop Genetics Alliance e autor correspondente do estudo, afirma que “as nossas descobertas oferecem um potencial transformador para o desenvolvimento de novas culturas:

“Os nossos resultados oferecem um potencial transformador para o sector agrícola australiano, em especial em regiões como a Austrália Ocidental e a Austrália do Sul, onde a salinidade dos solos de sequeiro é significativa. Ao criar culturas de grãos resistentes à salinidade, podemos salvaguardar os rendimentos em áreas propensas à seca, reduzir nossa dispendiosa dependência de fertilizantes enquanto mantemos a produtividade e dar um passo tangível em direção às metas de sustentabilidade da Austrália para 2030”, sublinha.

“Além disso, a extraordinária resiliência do genoma I de H. brevisubulatum dota-nos de ferramentas genéticas para proteger no futuro as culturas de base contra os extremos climáticos, garantindo a competitividade do nosso sector dos cereais”, acrescenta.

O Professor Peter Davies, Vice-Chanceler da Universidade de Murdoch e Diretor do Food Futures Institute, explica que “este estudo de referência não só faz avançar a compreensão global da adaptação das plantas ao stress, como também coloca a Austrália na vanguarda da inovação das culturas inteligentes em termos climáticos. Ao acelerar a integração das caraterísticas genéticas da cevada selvagem nos programas de melhoramento, os investigadores poderão fornecer novas variedades na próxima década e oferecer soluções atempadas aos agricultores que lutam contra o aumento das temperaturas e a degradação dos solos”.

“Estamos imensamente orgulhosos do contributo significativo dos investigadores da Universidade de Murdoch para este estudo de colaboração. Parabéns ao Prof. Li, ao co-primeiro autor Dr. Yong Jia, ao Prof. Rajeev Varshney, ao Dr. Tianhua He, ao Dr. Brett Chapman e à Dra. Vanika Garg pelas suas respetivas contribuições – o seu trabalho sublinha a urgência de conservar os recursos genéticos e de investir em tecnologias genómicas para garantir a produção alimentar num mundo em aquecimento”, conclui.