Trigo e cevada são incrivelmente diversos

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Os grãos que usamos para fazer pão e cerveja têm milhares de anos de história. Agora, os pesquisadores estão um passo mais perto de compreender sua diversidade.

Duas equipes internacionais deram um salto significativo para definir os genes centrais incrivelmente complexos em todas as espécies de cevada e trigo – um esforço que aumentará muito a capacidade de reproduzi-los.

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A pesquisa dá o próximo passo além de usar um único genoma como referência genética e começa a construir uma enciclopédia massiva e abrangente de genes.

“Cultivares modernos de trigo e cevada carregam uma ampla gama de variantes de genes e diversas estruturas genômicas que estão associadas a características importantes, como aumento de produção, tolerância à seca e resistência a doenças”, diz Peter Langridge da Universidade de Adelaide da Austrália.

“Essa variação não pode ser capturada com uma única sequência do genoma. Somente sequenciando genomas múltiplos e diversos podemos começar a entender toda a extensão da variação genética, o genoma pan. ”

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Langridge é co-autor de um artigo que descreve o estudo do trigo, liderado por Curtis Pozniak da Universidade de Saskatchewan do Canadá. O estudo da cevada foi liderado por Nils Stein do Instituto Leibniz de Genética Vegetal e Pesquisa de Plantas Culturais, Alemanha. Ambos os artigos foram publicados na revista Nature.

Como funcionará o estudo?

Os dois projetos envolveram mais de 100 pesquisadores da Austrália, Canadá, China, Alemanha, Japão, México, Israel, Suíça, Arábia Saudita, Reino Unido e Estados Unidos.

[Ainda há variação genética entre plantas da mesma espécie, que é como temos diferentes linhagens ou variedades de culturas. A coleção completa de genes encontrados em todas essas espécies é chamada de pan genoma e fornece o conhecimento necessário para superar desafios como seca, calor, mudanças climáticas e insegurança alimentar.

No entanto, os genomas da cevada e do trigo são grandes e complexos: são duas e seis vezes maiores, respectivamente, do que o genoma humano e muito mais sujeitos a mutações genéticas.

Trigo e cevada são incrivelmente diversos
Foto: (reprodução/ internet)

O trigo, na verdade, tem um dos genomas mais complexos conhecidos pela ciência e foi uma fortaleza aparentemente impenetrável antes da genômica moderna. Este tem sido um grande obstáculo ao sequenciar os genomas de variedades específicas e fez com que essa pesquisa atrasasse outras safras mais simples.

“Os avanços na genômica aceleraram o melhoramento e a melhoria do rendimento e da qualidade das safras, incluindo arroz e milho, mas esforços semelhantes em trigo e cevada foram mais desafiadores”, disse Langridge.

“Isso se deve em grande parte ao tamanho e à complexidade de seus genomas, ao nosso conhecimento limitado dos genes-chave que controlam a produção e à falta de dados de montagem do genoma para várias linhas de interesse para os criadores”.

Descobertas

Anteriormente, os dados genômicos do trigo eram baseados no genoma de uma antiga variedade chinesa, mas as plantas não crescem da mesma forma em ambientes diferentes, de modo que o genoma fornece apenas insights limitados. 

Por exemplo, muitas variedades de trigos europeus não sobreviverão ao verão australiano porque têm os genes errados.

Agora, com variedades na Austrália, Ásia, América do Norte e Europa, os criadores têm uma representação mais precisa e global dos genes do trigo que os ajudam a crescer em ambientes específicos.

“As 10 variedades representam uma parte significativa da variedade mundial de trigos. Os dados do genoma, que estão disponíveis gratuitamente para todas as partes interessadas, constituem um recurso importante para a humanidade ”, diz Beat Keller, da Universidade de Zurique na Suíça.

Os pesquisadores também descobriram que as cepas de cevada são muito diversas e experimentaram muitas mutações significativas ao longo de sua história evolutiva complicada que durou milênios. 

Anteriormente, essas mutações passavam despercebidas, mas na verdade poderiam impedir que algumas características fossem herdadas quando diferentes variedades eram cruzadas. Isso destaca a importância desses dados genômicos.

“A descrição dessas grandes inversões genômicas na cevada é nova”, diz Nils Stein. “Eles podem desempenhar um papel decisivo no processo de criação, pois podem impedir a recombinação, tornando impossível o cruzamento de combinações de características desejadas”.

“Nós criamos uma nova base de conhecimento e abrimos um tesouro de novas informações para reprodução.”

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Traduzido e editado por equipe Isto é Interessante 

Fonte: Cosmos Magazine

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