Pesquisas Com Plantas De Regiões Desérticas: Subsídio Ao Melhoramento Genético De Cultivos Agrícolas Frente Às Mudanças Climáticas

Abstract

Introdução: No clima em mudança atual, é essencial melhorar a produção e a tolerância das culturas sob condições secas e pobres em nutrientes. As plantas do deserto evoluíram naturalmente para florescer sob tais condições. Portanto, entender os mecanismos subjacentes à sua adaptação, pode ajudar a garantir a segurança alimentar. Objetivos: Realizar levantamentos sobre as estratégias de pesquisas relacionadas a plantas prevalentes sob condições desérticas, bem como suas possíveis contribuições ao melhoramento de cultivos agrícolas. Material e métodos: Realizou-se levantamento bibliográfico sobre atividades de pesquisa do tema, envolvendo publicações de artigos de alto impacto. Resultados: As principais metodologias para aproveitamento de recursos genéticos, em continuidade temporal (magnitude de anos), referem-se a medições de parâmetros meteorológicos; amostragens representativas (diferentes localidades variando em níveis de solos, salinidades, altitudes, espécies, etc); sequenciamento de DNAs dos solos (Metagenômica); análises de RNAs vegetais (RT-qPCR e Transcriptoma Assembly); reconstruções filogenéticas e ortológicas; análises de PSG (Positively Selected Genes) ou Genes Positivamente Selecionados; análises de sobrerrepresentação GO (Orthologous Genes) ou Genes Ortólogos, frente a plantas modelo. As descobertas quanto aos mecanismos adaptativos, envolvendo centenas de espécies vegetais, relacionam-se principalmente: (i) Mutações em importantes genes relacionados à captação de luz solar e fotossíntese (sob radiação extrema), além de outras voltadas para tolerância aos estresses hídrico, salino e capacidade de desintoxicação. Os genes mais expressos em plantas prelaventes no deserto do Atacama (Chile), por exemplo, estão envolvidos no estresse, na produção de energia e no metabolismo do nitrogênio. (ii) Muitas espécies de plantas têm a capacidade de proporcionar microbiomas de solo diferenciados ao redor de suas raízes, de forma a otimizar a absorção de nitrogênio, elemento muito escasso em locais áridos. Conclusão: Com base em comparações ortológicas e filogenéticas, constata-se que algumas plantas encontradas em regiões desérticas estão intimamente relacionadas a culturas básicas (grãos, legumes e batatas). Por conseguinte, os PSGs candidatos constituem promissores "reservatórios moleculares" que, com o avanço das TIMP's (Técnicas Inovadoras de Melhoramento de Precisão), fornecem os subsídios para o desenvolvimento de cultivos agrícolas mais resilientes às mudanças climáticas.