Pesquisadores do Instituto de Biologia da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), do Instituto Agronômico de Campinas (IAC) e do Instituto de Química da Universidade de São Paulo (IQ-USP), anunciaram que o etileno, um hormônio que age em nível molecular na cana-de-açúcar, aumenta o nível de sacarose na planta. A descoberta é resultado da pesquisa de doutorado da estudante Camila Pinto da Cunha, com Bolsa da FAPESP, e de um projeto apoiado pela Fundação através do Programa de Pesquisa em Bioenergia (BIOEN), o estudo foi publicado recentemente na Revista Scientific Reports, do grupo Nature.
Variedade com mais sacarose pode ser criada através do etileno
“Identificamos genes que são ativados pelo etefom, um tipo de maturador químico utilizados atualmente nos canaviais, e que através de manipulações por engenharia genética pode-se criar uma variedade de cana-de-açúcar que acumule mais sacarose”, explica Marcelo Menossi, professor do Departamento de Genética, Evolução e Bioagentes do Instituto de Biologia da Unicamp e coordenador do projeto.
A ação do etileno
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Em laboratório os pesquisadores pulverizaram etefom e aminoetoxivinilglicina (AVG) — regulador de crescimento de plantas, conhecido como um inibidor do etileno —, em diversas variedades de cana-de-açúcar desenvolvidas pelo IAC antes do início do amadurecimento. Com isso, quantificaram os teores de sacarose em amostras de tecidos das folhas e do colmo da cana cinco dias após a aplicação e 32 dias depois, na colheita. Os resultados indicaram que o etefom estimula a acumulação de sacarose em entrenós imaturos da cana. As plantas tratadas com o maturador químico apresentaram maiores níveis de sacarose nos entrenós superiores e médios na colheita. Já as plantas tratadas com AVG tiveram uma redução de 42% no teor de sacarose. “Esses dados confirmaram a importância da presença e da ação do etileno para indução de amadurecimento da cana”, afirma o professor Marcelo Menossi.
Genes-alvo
O professor e coordenador do projeto explica que os pesquisadores também fizeram uma análise do transcriptoma – perfil completo de transcritos – para identificar quais genes foram expressos nas plantas pela ação do etileno durante a maturação da cana-de-açúcar. Com isso conseguiram identificar genes-alvo do etileno, além da ação do hormônio em locais de acúmulo de sacarose na planta. Além disso, também propuseram um modelo molecular de interação do etileno com outros hormônios. “O etileno ativou genes de vias hormonais no colmo das plantas. Dentre essas vias destacaram-se as envolvidas com o etileno e com o ácido abscísico — outro fator de maturação da cana — e de vias da giberelina e da auxina — que atuam no alongamento do colmo e afetam o florescimento e gemas laterais da planta”, detalha.
O professor Menossi, ressalta que sabendo quais genes o maturador modula para que a planta aumente o acúmulo de sacarose é possível melhorar o gene na cana-de-açúcar e desenvolver variedades que expressem mais esses genes, sem a necessidade de aplicação do etileno. “Podemos identificar um conjunto de variedades que mais expressem esses genes e facilitem a ação do maturador — uma vez que há variedades de cana que não respondem bem à aplicação de hormônio”, afirma.
