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Artigos

23/10/2008

“Gene stacking” – a piramidação de genes no melhoramento de plantas

O Brasil vive um novo marco na agricultura

Recentemente o Brasil conquistou mais um marco para sua agricultura com a aprovação do cultivo e comercialização do segundo organismo geneticamente modificado (OGM) para a cultura do milho, o milho Bt. O milho Bt produz uma proteína tóxica para alguns insetos da ordem Lepidóptera, especialmente para a lagarta do cartucho do milho (Spodoptera frugiperda) e para a broca da cana (Diatraea saccharallis).

No Brasil já estão aprovados para a cultura do milho os genes Bt (MON810), conhecido como YieldGard®, e PAT, conhecido como Liberty Link®. O primeiro (MON810) visa o controle de insetos e o segundo confere as plantas tolerância ao herbicida glufosinato de amônio. Outros genes, que estão em processo de testes e poderão ser liberados, são de resistência a herbicidas (RR2 e GAT), além de outros genes Bt´s com diferentes modos de ação, que expressam diferentes proteínas tóxicas aos diferentes insetos- alvo.

 

O que o melhoramento nos reserva para um futuro já presente
A descoberta e liberação de novos eventos OGM´s (Organismos geneticamente modificados) da cultura do milho irá possibilitar que esses novos transgenes também sejam combinados entre si e/ou com genes “nativos”, que são genes existentes no milho, identificados por métodos tradicionais de melhoramento, assistidos ou não por meio do uso de marcadores moleculares. Eles podem agregar valor aos produtos como, por exemplo, maior resistência a uma ou mais doenças de importância econômica, entre elas, a ferrugem tropical, a antracnose de colmo, a ferrugem Polysora.

A esta combinação de dois ou mais transgenes ou genes “nativos” em um só híbrido de milho chamamos de piramidação ou “gene stacking”, em Inglês. Enquanto países como Estados Unidos e Argentina já comercializam híbridos piramidizados contendo resistência a duas espécies de insetos e ao herbicida glifosato, no Brasil tivemos recentemente a aprovação do milho Bt para uso comercial. Mas, com certeza, este será o próximo passo a ser seguido aqui no Brasil.

Em contrapartida, o melhoramento trabalha, por muito tempo, com os genes nativos, genes estes originários no próprio milho, que conferem resistência a diversas doenças e são transferidos de uma linhagem para outra através de técnicas de melhoramento convencional assistido ou não por marcadores moleculares. Produtos contendo genes “nativos”, por estes serem originários do próprio milho, não são regulamentados como os OGMs.

Alguns exemplos de genes que estariam à disposição de um programa de melhoramento de plantas e poderiam ser combinados são:

A pergunta então é: mas, se os genes nativos já estão no milho e têm sido identificados e trabalhados pelo melhoramento convencional, o que teria de novidade na piramidização destes com transgenes? A novidade está na disponibilidade de trangenes aprovados para uso comercial no Brasil, associada com a utilização de tecnologias como a de marcadores moleculares, que permitem ao melhorista desenvolver, de forma mais precisa e rápida, os produtos piramidados, melhorando e introduzindo caracteres específicos.

 

O papel das empresas, agricultor e da assistência desse processo
Apesar de novas técnicas disponíveis, as diversas possibilidades de combinações agregam complexidade ao processo e nas decisões de que produtos disponibilizar ao agricultor. Por exemplo, considerando-se 4 genes diferentes, teríamos 16 diferentes combinações de piramidações duplas, mais 4 combinações triplas e uma combinação quádrupla. Obviamente, o trabalho de combinar ou piramidar vários genes não é tão simples como adicionar acessórios a um veículo. Quanto maior o número de genes a piramidar, maior a complexidade do processo. Assim, fatores como o número de genes, distribuição destes no genoma e interação com outros genes/características da planta podem impor desafios adicionais aos melhoristas.

Contudo, parece lógico que as combinações mais complexas poderão trazer mais benefícios e serão naturalmente preferidas, especialmente na produção de híbridos para ambientes que impõem maiores desafios, como é o caso daqueles com altas pressões de doenças e pragas como, por exemplo, nas regiões baixas do Brasil Central.

 

Um exemplo prático de uma piramidação atrativa para esse ambiente seria:
Tolerância a insetos mais resistência a doenças fúngicas foliares e de colmo mais tolerância a herbicidas (Glufosinato de amônio, glifosato /sulfoniluréia).

Apesar das possibilidades serem muitas, será fundamental a definição de quais combinações serão mais vantajosas e de melhor custo/benefício para cada híbrido, região e situação particular do agricultor, que será o principal responsável por definir esta combinação. O objetivo final, contudo, será um só: disponibilizar no mercado produtos com patamares superiores de rendimento de grãos, que combinem um pacote defensivo e tecnológico vantajoso para o agricultor, conferindo maior estabilidade e segurança ao longo do tempo.

Porém, mesmo após o uso destas tecnologias, o sistema de combinação de híbridos ainda será forte aliado em todo este processo bem como, por exemplo, outras práticas como o manejo integrado de pragas. Não podemos simplesmente colocar todo o peso do sucesso de uma lavoura no uso de técnicas modernas como estas. O agricultor continuará sendo peça fundamental em todo este processo, contribuindo com sua parcela de responsabilidade por meio da adoção de adequadas práticas de manejo. Mais do que nunca a integração entre empresas, agricultores e assistência técnica será fundamental e na qual a informação, mais do que nunca, decidirá o sucesso ou o fracasso da atividade.

Os benefícios da Piramidação
Assim, três exemplos práticos de vantagens da piramidação de genes seriam:
 
I – A combinação de genes que produzam proteínas tóxicas para aumentar a

eficiência e a durabilidade da tolerância aos insetos e reduzir o risco de eventuais “quebras de resistência” por parte das populações de insetos alvo. Um exemplo disso seria a piramidação dos eventos 1507 (Hx1 – Herculex 1*) e MON810 (YG – YieldGard®), que representam dois modos de ação distintos para o controle de lepidópteros.

II - A viabilização do uso de germoplasmas menos defensivos, mas com tetos bem mais altos de produtividade para aumento do potencial produtivo dos nossos produtos. Um exemplo é o uso de germoplasma temperado/subtropical no Brasil Central, que tem forte limitação com relação à tolerância a insetos e pragas. A capacidade de corrigir esta limitação poderá significar um novo patamar de produtividades na milhocultura tropical.

III - A combinação de resistência a pragas e tolerância a herbicidas para reduzir o número de pulverizações e o custo de produção. Para o consumidor, isto pode representar o desenvolvimento de produtos com menor exigência de aplicação de defensivos agrícolas, reduzindo o impacto ambiental e os resíduos químicos.

 

Conclusões
Estamos no início de uma nova era na agricultura brasileira. A integração do melhoramento convencional com novas técnicas como o uso de marcadores moleculares e a transgenia poderão trazer soluções para agricultura nacional, colocando-a numa posição de ainda maior destaque mundial. Esses, entre outros tantos exemplos citados, nos fazem acreditar que os programas de melhoramento estão diante de uma nova revolução na geração de produtos, cujos maiores beneficiários serão a agricultura brasileira e o consumidor por meio de maiores índices de produtividade, maior estabilidade, segurança e benefícios ao meio ambiente.

 

 

 
 
Autor:
Carlos Raupp
Diretor Pesquisa Milho da Pioneer Sementes

Sandra Milach
Cientista Sênior da Pioneer Sementes
Fonte: