Nova pesquisa revela que mesmo as culturas de milho de melhor desempenho contêm mutações nocivas raras que limitam a produtividade das culturas.Essas chamadas mutações deletérias resultam de erros que ocorrem aleatoriamente de cada geração e de mutações antigas geneticamente ligadas a uma variação genética benéfica, que foi selecionada durante a domesticação e reprodução da cultura.

 

“É provável que a próxima geração de melhorias na produção de colheitas consiga corrigir esses tipos de mutações raras, o que pode levar a melhores rendimentos das culturas, a plantas de alto desempenho e a produzir culturas em menor área”, disse Karl Kremling, autor de um artigo publicado no dia 14 de março no jornal Nature. Kremling é um estudante de pós-graduação no laboratório de Ed Buckler, autor principal do papel e geneticista de pesquisa no Departamento de Agricultura-Serviço de Pesquisa Agrícola dos EUA (USDA-ARS) e professor adjunto de Criação e Genética de Plantas com o Instituto Cornell de Biotecnologia.

 

Para avaliar o impacto de mutações deletérias, os pesquisadores criaram um dos maiores conjuntos de dados públicos de expressão gênica em plantas. Mutações indesejáveis podem levar a uma expressão que é muito alta ou muito baixa, causando desempenho insuficiente. Nos seres humanos, mutações deletérias, incluindo as que desregulam a expressão, podem levar a doenças.

 

O conjunto de dados inclui quase 300 linhas de variedades de milho em sete tipos de tecido, levando a quase 80 milhões de observações de expressão gênica.

“É um recurso comunitário que permitirá que pesquisadores de milho e outras culturas abordem inúmeras questões importantes”, disse Buckler.

 

“O conjunto de dados permite que os criadores liguem seu fenótipo (característica observável) de interesse para diferenças de expressão gênica”, disse Kremling. “Se eles estão interessados em alguma característica fisiológica ou de doença ou nutricional, agora temos amostras e poder suficientes para provocar as correlações sutis entre seu fenótipo e expressão gênica”.

No documento, o conjunto de dados permitiu aos pesquisadores vincularem mutações deletérias no milho com fenótipos anormais. Eles também mostraram que algumas dessas mutações raras foram feitas mais abundantes durante o processo de domesticação.

 

“Nós conseguimos mostrar que uma parcela substancial da variação na produtividade no milho vem da desregulação (expressão genética sub-óptima)”, disse Buckler.

A maneira mais eficaz de corrigir mutações deletérias provavelmente envolverá a edição de genes.

A Kremling usou robótica e bioinformática para criar o conjunto de dados maciços. O custo decrescente do seqüenciamento genético também possibilitou esse recurso.

Mais informações: Karl A. G. Kremling et al. Dysregulation of expression correlates with rare-allele burden and fitness loss in maize, Nature (2018).

 DOI: 10.1038 / natureza25966

Oferecido por: Cornell University

Tradução: Lorenzo Rolim

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