O trigo em desenvolvimento não tolera bem temperaturas elevadas e pode enfrentar falhas em temperaturas baixas durante o verão
Técnicas de edição genética estão sendo aplicadas para identificar um fator de tolerância à temperatura que pode conferir proteção ao trigo diante dos desafios imprevisíveis das alterações climáticas. Conduzidos por pesquisadores britânicos liderados pelo professor Graham Moore no John Innes Center, os experimentos visam investigar a fertilidade do trigo em condições de altas ou baixas temperaturas.
A influência significativa da temperatura na fertilidade e no rendimento do trigo, especialmente nas fases iniciais da meiose, foi destacada. Nesse processo, ocorre o cruzamento e emparelhamento dos cromossomos das células-mãe para gerar sementes destinadas à próxima geração, sendo a meiose mais eficiente em temperaturas entre 17 e 23°C. É conhecido que o trigo em desenvolvimento não tolera bem temperaturas elevadas e pode enfrentar falhas em temperaturas baixas durante o verão.
A identificação de fatores genéticos que estabilizam a fertilidade do trigo fora das temperaturas ideais é crucial para o desenvolvimento de culturas mais resistentes ao clima. Pesquisas anteriores sugeriram que o gene meiótico DMC1 desempenha um papel crucial nesse processo de preservação da meiose do trigo em temperaturas baixas e altas.
Os pesquisadores do John Innes Center, utilizando técnicas de edição genética, removeram o gene DMC1 de uma variedade de trigo de primavera chinês. Posteriormente, conduziram experimentos controlados para observar os efeitos de diferentes temperaturas na meiose das plantas mutantes.
Os resultados indicaram que, após aproximadamente uma semana, as plantas mutantes editadas geneticamente foram significativamente afetadas quando cultivadas a uma temperatura de 13°C, com 95% delas apresentando uma diminuição no número de cruzamentos. Em temperaturas mais elevadas, as plantas de trigo cultivadas a 30°C também exibiram uma redução no número de cruzamentos em comparação com as plantas controle.
O John Innes Center (JIC)
O John Innes Center (JIC) é um instituto líder de pesquisa interdisciplinar em ciências vegetais e microbianas. Fundado como John Innes Horticultural Institution em 1910, o Centro foi originalmente baseado no sul de Londres. Mudou-se para Norwich em 1967 e tornou-se o John Innes Center em 1994, após uma fusão com o Laboratório Cambridge e o Laboratório de Fixação de Nitrogênio.
A instituição tem uma rica história de descobertas científicas significativas na pesquisa do trigo. O valor das descobertas históricas de trigo feitas no JIC foi estimado em 4,9 mil milhões de libras em nível mundial. Uma avaliação independente concluiu que o trabalho atualmente realizado pelo Centro sobre o trigo contribuirá com um valor acrescentado bruto estimado em 100 milhões de libras para o Reino Unido e 4,3 mil milhões de libras para o resto do mundo nos próximos 25 anos.
Uma investigação recente sobre genética e genômica do trigo, no âmbito do programa de investigação do Professor Cristobal Uauy, identificou genes que controlam o tamanho dos grãos e a arquitetura das espigas, o que poderá permitir aos cientistas, a longo prazo, aumentar o rendimento e melhorar a emergência e o vigor das culturas. O JIC faz parte do Programa Designing Future Wheat (Projetando o trigo do futuro), o Programa Nacional de Pesquisa de Trigo do Reino Unido.
Os investigadores do Centro são provenientes de 33 países, dos quais 64% são de fora do Reino Unido. O Centro está atualmente envolvido em 137 colaborações internacionais com 39 países. Entre 2007 e 2017, 68% das publicações do JIC foram escritas em coautoria com parceiros internacionais. O alcance internacional do JIC fortalece a ciência que produz e aumenta o impacto do seu trabalho.