Biotecnologia Verde: Aperfeiçoamento e desenvolvimento vegetal

A modificação de espécies vegetais com a finalidade de obter características aperfeiçoadas conforme o interesse humano é conhecida como Biotecnologia verde. Com a elevada taxa de crescimento da população mundial surge uma maior demanda por alimentos e, consequentemente, torna-se necessário aumentar a produção agrícola. Neste contexto, aplicações biotecnológicas passam a exercer grande importância para desenvolvimento de plantas mais produtivas, resistentes e nutritivas. Paralelamente a isso, essas tecnologias também se preocupam em reduzir os impactos ao meio ambiente gerados pelas atividades agroindustriais, uma vez que as plantas melhoradas precisam de uma menor área de cultivo em relação às plantas convencionais para ter a mesma produtividade, com isso causando menos desmatamento. As principais técnicas da Biotecnologia verde empregadas no aperfeiçoamento de plantas são a cultura de tecidos vegetais in vitro, o melhoramento genético convencional, o uso de marcadores moleculares no melhoramento, a biofortificação e a transgenia.

         Por meio da cultura de tecidos vegetais in vitro é possível obter um grande número de indivíduos em um curto período de tempo, isso ocorre porque pedaços de uma única planta, chamados explantes, são capazes de originar muitas outras plantas. Além disso, Silveira et al.(2012) abordam que esta tecnologia garante maiores condições assépticas, o que diminui as perdas em decorrência de contaminações. Segundo Neto (2009) e Souza et al. (2018), devido a esses benefícios a cultura de tecidos vegetais in vitro tem sido utilizada tanto na agricultura para produção de mudas como na indústria farmacêutica e de produtos naturais para obtenção de metabólitos secundários de forma mais rápida e com uma melhor qualidade.

         O melhoramento genético convencional é um método antigo usado para obtenção de plantas aperfeiçoadas. Ao longo de muitos anos, os melhores indivíduos em uma população são selecionados com base em marcadores morfológicos e a partir desses genitores realizam-se cruzamentos para adquirir descendentes com as características de interesse. Por mais que isso aconteça de forma lenta, esta técnica foi de extrema utilidade para o desenvolvimento de plantas muito consumidas atualmente, um exemplo disso é o milho (Zea mays). De acordo com Kistler et al. (2018), o ser humano promoveu sucessivas seleções em uma espécie selvagem chamada teosinto (Z. mays ssp. Parviglumis), até obter as diversas variedades de milho (Figura 1).


Figura 1 – Processo de domesticação do milho. Fonte: Revista Science.
DOI: 10.1126 / science.aav0207

De acordo com Aguiar (2012), outra limitação do melhoramento genético convencional se deve a alta influência do ambiente na expressão de marcadores morfológicos, isso dificulta a seleção de características quantitativas que são de interesse econômico, por exemplo o rendimento da produção. Para superar esse problema, integrou-se a esta técnica o uso de marcadores moleculares os quais fornecem informações do genoma da planta a ser melhorada, possibilitando identificar variabilidades genéticas passíveis de serem selecionadas e sem a influência ambiental. Estas tecnologias podem ser aplicadas no processo de biofortificação o qual objetiva aumentar o valor nutricional das plantas destinadas a fins alimentares.

         No Brasil, há mais de 10 anos a rede BioFORT vem utilizando o melhoramento genético vegetal convencional para produzir culturas biofortificadas. Coordenada pela Embrapa (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária), essa rede abrange um conjunto de projetos que pretendem aumentar a quantidade dos micronutrientes ferro, zinco e vitamina A nos alimentos altamente consumidos pelos brasileiros como arroz, feijão, feijão-caupi, mandioca, batata-doce, milho, abóbora e trigo.

         Além das aplicações citadas anteriormente, outros importantes produtos desenvolvidos com base em conhecimentos biotecnológicos são os vegetais geneticamente modificados como é o caso das plantas transgênicas. O princípio da transgenia é a transferência de genes entre espécies diferentes, com isso possibilitando a obtenção de características que não seriam adquiridas por meio de cruzamentos naturais. Os principais vegetais transgênicos produzidos no Brasil são a soja, o milho e o algodão os quais tiveram genes de bactérias introduzidos em seus genomas com o intuito de obter culturas resistentes a herbicidas e a insetos-praga, o que proporcionou um aumento na produtividade. E, as aplicações das plantas transgênicas não param por aí, pois elas possuem a capacidade de atuarem como fábricas biológicas para a produção de medicamentos, desse modo contribuindo também na indústria farmacêutica. De acordo com Hines (2015),  foi desenvolvida uma soja transgênica capaz de produzir em larga escala a proteína cianovirina a qual é capaz de neutralizar a multiplicação do vírus HIV, com isso ajudando no controle da AIDS.

         Mesmo que os transgênicos sejam os mais conhecidos, existem outros tipos de vegetais geneticamente modificados como é o caso daqueles que não tiveram genes exógenos incorporados em seu genoma. Uma das alternativas para reduzir o uso da transgenia, é a técnica de Engenharia Genética conhecida como CRISPR (Clustered Regulary Interspaced Short Palindromic Repeats) cuja tradução significa “Conjunto de Repetições Palindrômicas Curtas Regularmente Inter Espaçadas”.  Por meio desta tecnologia é possível editar o DNA sem que seja necessário inserir genes de outras espécies para obter características melhoradas. Um exemplo disto foi mostrado no trabalho realizado por Nakayasu et al. (2018), no qual por meio da CRISPR eles conseguiram evitar o acúmulo de compostos glicoalcalóides esteroidais na batata (Solanum tuberosum) os quais são tóxicos e conferem gosto amargo, com isso obtendo um produto adequado para o consumo.

Vimos como a Biotecnologia verde é importante para desenvolvimento de diversos produtos utilizados na nossa sociedade. Garantindo com que eles se tornem cada vez mais aperfeiçoados e consigam atender a demanda mundial.

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Autor: Isabela Vieira da Costa ( Polo UFU – Campus Patos de Minas)

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