Pesquisadores sequenciam genoma do trigo… e o que temos a ver com isso?

Tábata Bergonci
26/07/2017

[1]
Em um passado muito distante, nós, humanos, vivíamos da caça de animais e coleta de frutos na natureza. Éramos conhecidos como caçadores-coletores e esse estilo de vida nos fazia migrar, de tempos em tempos, de um lugar para outro, buscando sempre locais com alimento abundante. Pouco mais de 10 mil anos atrás, o ser humano começou a plantar e cultivar, passando a viver em sociedades sedentárias. Não precisávamos mais buscar comida; podíamos agora cultivar plantas e tratar animais para comermos. Na história da agricultura, a planta mais importante foi (e ainda é) com certeza o trigo.

O trigo, do gênero Triticum, começou a ser domesticado a partir de um trigo selvagem tetraploide (com quatro cópias do genoma). A domesticação é o processo por meio do qual uma espécie selvagem adquire rapidamente características desejáveis aos seres humanos. Por exemplo, na domesticação de animais para consumo, geralmente se busca os que produzam carne de boa qualidade. Em plantas, podemos selecionar as que produzam frutos grandes, bonitos e saborosos. No caso da domesticação do trigo, nossos antepassados foram selecionando plantas com sementes mais resistentes e aderidas, facilitando o transporte do campo para o local de debulha (no trigo selvagem as sementes se desprendem facilmente, ocasionando muitas perdas).

Apesar da grande importância do trigo na cultura humana, não existem muitos estudos genéticos de relevância para a espécie (comparado a outras culturas). Poucos genes envolvidos na domesticação do trigo são conhecidos e isso se deve, principalmente, à falta de um genoma de referência, ou seja, de um genoma completamente sequenciado. O sequenciamento completo do genoma do trigo é difícil de obter devido à sua poliploidia, grande tamanho e alto conteúdo de regiões repetitivas.

Uma parceria entre pesquisadores de universidades de várias partes do mundo (Israel, Alemanha, Estados Unidos, Canadá, Itália, Japão e Austrália) conseguiu finalmente sequenciar o genoma do trigo selvagem com alta qualidade [2]. Eles descobriram que, diferente de outras espécies poliploides de plantas, os subgenomas (cada cópia do genoma) do trigo se expressam mais ou menos na mesma proporção, com exceção de um dos subgenomas que tem 5% a mais de expressão em comparação com os outros. Alguns grupos de genes foram encontrados sendo somente expressos em apenas um ou outro subgenoma, o que indica que podem ser genes que contribuíram para a adaptação das diversas variedades de trigo.

Os pesquisadores também encontraram que o genoma do trigo possui mais de 80% de elementos transponíveis – sequências de DNA que podem migrar dentro do genoma e causar alterações na informação gênica.

Para comprovar a importância do sequenciamento do trigo selvagem, os pesquisadores fizeram diversas análises comparando-o com fragmentos sequenciados de genomas de variedades de trigo domesticadas. Eles encontraram que cerca de 3% do genoma sofreu forte pressão de seleção para a domesticação, a maioria envolvendo genes que respondem ao hormônio auxina, o mesmo já relatado para milho e arroz [3]. A auxina é um dos principais hormônios das plantas, estando relacionado a praticamente todos os aspectos de crescimento e desenvolvimento destas. Sem auxina uma planta não sobrevive.

Os atuais desafios globais irão exigir cada vez mais uma maior produção de plantas cultivadas. Pesquisas na agricultura e melhoramento de plantas são fundamentais para aumentar essa produção. A disponibilidade do genoma do trigo selvagem irá acelerar os esforços globais para encontrar genes, descobrir suas funções e, finalmente, utilizá-los no melhoramento de plantas.

[1] Crédito da imagem: Matheus Swanson (Flickr) / Creative Commons (CC BY-SA 2.0). URL: https://www.flickr.com/photos/138866094@N02/30864953801/.

[2] R Avni et al. Wild emmer genome architecture and diversity elucidate wheat evolution and domestication. Science 357, 93 (2017).

[3] RS Meyer et al. Evolution of crop species: genetics of domestication and diversification. Nat Rev Genet 14, 840 (2013).

Como citar este artigo: Tábata Bergonci. Pesquisadores sequenciam genoma do trigo… e o que temos a ver com isso? Saense. URL: http://www.saense.com.br/2017/07/pesquisadores-sequenciam-genoma-do-trigo-e-o-que-temos-a-ver-com-isso/. Publicado em 26 de julho (2017).

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Tábata Bergonci

Doutora em Genética e Melhoramento de Plantas. Pós-doutoranda na Universidade Federal de São Paulo. Escreve sobre Genética no Saense.

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