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Controle genético de plantas daninhas – O que o futuro nos reserva

 

ArthurArrobas Martins Barroso

arrobas@ufpr.br

Alfredo Junior Paiola Albrecht

ajpalbrecht@yahoo.com.br

Leandro Paiola Albrecht

lpalbrecht@yahoo.com.br

Professores da Universidade Federal do Paraná – UFPR

 Crédito Mark Renz
Crédito Mark Renz

O controle de plantas daninhas está em constante evolução. Vivenciamos atualmente diversos casos de resistência de plantas daninhas a herbicidas, e cada vez mais os herbicidas têm sido derrotados. Vivemos na esperança da descoberta de novos mecanismos de ação ou de novas ferramentas de controle de plantas daninhas.

Recentemente, o Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (USDA) anunciou o investimento de 500 mil dólares destinados à Universidade de Illinois para desenvolver uma técnica de controle de plantas daninhas, mais especificadamente para espécies de caruru (Amaranthus palmeri e Amaranthus tuberculatus).

O manejo destas plantas será baseado em um controle genético a fim de eliminar a população resistente a herbicidas. A ideia se baseia em utilizar técnicas de modificações genéticas para alterar a proporção de plantas masculinas e femininas.

Com essa manipulação, todos os indivíduos ao longo de gerações seriam do sexo masculino, impedindo a reprodução e propagação de plantas resistentes. Este controle é parecido com o já realizado para o mosquito Aedes aegypti, inclusive no Brasil. Mas o que seria esse controle e como poderia ser aplicado ao manejo de plantas daninhas?

Pesquisas

  Planta de Amaranthuspalmeri - Crédito Mark Renz
Planta de Amaranthuspalmeri – Crédito Mark Renz

No Brasil, os testes com mosquitos geneticamente modificados vêm sendo conduzidos em Piracicaba (SP), em uma parceria do município com a Universidade de Oxford (Inglaterra) e no Rio de Janeiro em uma parceria da Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (Faperj) e Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). Em São Paulo, dados mostram que a liberação de mosquitos pode gerar reduções superiores a 70% de mosquitos e de até 91% de casos de dengue.

 O mosquito liberado é geneticamente modificado em dois dos seus genes. No primeiro, um gene sintético autolimitante é montado a partir de diversos fragmentos de DNA de organismos vivos. Com esse gene o mosquito produz uma proteína que se liga a transcrição da célula. A proteína sequestra esse maquinário. Quanto maior sua produção, menores os sítios disponíveis de transcrição. Sendo assim, após quatro ou cinco dias, o inseto morre.

Um segundo gene inserido no mosquito visa o monitoramento do organismo transgênico e sua população. A liberação dos mosquitos ocorre apenas para machos geneticamente modificados, já que apenas fêmeas picam. Esse macho irá cruzar com a fêmea e a prole deste cruzamento será heterozigótica (apresentará apenas uma cópia do gene modificado). Essa condição já é suficiente para que os mosquitos venham a morrer.

Cabe aqui ressaltar que o mosquito Aedes aegypti é exótico, ou seja, não tem seu centro de origem no Brasil, como ocorre para eventuais introduções das plantas daninhas de Amaranthus palmeri ou Amaranthus tuberculatus no Brasil.

Explicando, a espécie Amaranthus palmeri já foi introduzida no Brasil, onde apresentava genótipos resistentes aos herbicidas inibidores da ALS e da EPSPS. Segundo os órgãos de fiscalização, a espécie está erradicada por aqui, porém, a preocupação com sua reentrada é constante, já que ocorre em países vizinhos como a Argentina.

No Rio de Janeiro a estratégia é diferente. O objetivo desta pesquisa é de identificar os genes responsáveis por gerar o hábito de alimentação à base de sangue em fêmeas. Identificando estes genes, uma tecnologia denominada CRISPR-Cas9 poderá bloquear esse comportamento.

Ainda se utilizando técnicas genéticas, esse comportamento poderá ser repassado às próximas gerações, sendo esses descendentes fitófagos estritos. Esta segunda técnica está mais atrasada, principalmente devido à crise financeira pelo qual passa o Rio de Janeiro. Porém, o que seria CRISPR-Cas9 e silenciamento gênico?

Plantas de Amaranthustuberculatus - Crédito Iowa StateUniversity
Plantas de Amaranthustuberculatus – Crédito Iowa StateUniversity

RNAi e CRISPR-Cas9

Estamos, nos últimos anos, desenvolvendo novas técnicas de melhoramento genético. O RNAi e CRIPR-Cas9 representam parte das técnicas inovadoras de melhoramento de precisão (TIMP).

O RNAi ou RNA interferente pode ser utilizado para silenciar genes, elevando a suscetibilidade de plantas daninhas a herbicidas ou a morte destas plantas. Pense no mosquito – seria o mesmo princípio. Identificar um gene essencial para a fisiologia daquela planta e anular sua expressão. Com isso, estaria sendo anulada também a produção de uma proteína/enzima e a planta morreria.

Técnica CRISPR-Cas9. Fonte Jornal o Tempo
Técnica CRISPR-Cas9. Fonte Jornal o Tempo

Essa matéria completa você encontra na edição de agosto de 2018 da Revista Campo & Negócios Grãos. Adquira o seu exemplar para leitura completa.

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