Uma investigação científica internacional, com a participação da Embrapa, sequenciou os genomas de 450 genótipos de capim-elefante encontrados em 18 países. O estudo revelou mais de 170 milhões de variações no DNA da planta e genes mapeados ligados à produtividade, valor nutritivo e potencial energético. A descoberta favorece o melhoramento genético da forrageira, que possui grande importância para a pecuária tropical e para a produção de bioenergia.
O trabalho foi publicado na revista científica G3: Genes|Genomes|Genetics e contorno com novas instituições de pesquisa, orientadas pelo International Livestock Research Institute ( ILRI ), organização científica sem fins lucrativos sediada no Quênia. Do Brasil, três pesquisadores da Embrapa Gado de Leite (MG) integraram o grupo, reforçando o protagonismo do País em biotecnologia agrícola.
O projeto de sequenciamento começou em 2020 com a definição das populações que serão avaliadas. Para desvendar a estrutura populacional e identificar genes-chave da planta, os pesquisadores contaram com bancos de germoplasma de cinco instituições de três continentes: ILRI, Embrapa, USDA, Lanzhou University (China), e Kenya Agricultural and Livestock Research Organization.
Descobertas devem acelerar o melhoramento genético do capim-elefante
Segundo o pesquisador da Embrapa Jorge Fernando Pereira , o sequenciamento acordado mais de 170 milhões de variações no DNA, proporcionando uma visão sem precedentes sobre a diversidade genética da espécie. A partir desses dados, os pesquisadores realizaram um estudo de associação genômica para localizar os chamados QTLs (Quantitative Trait Loci), que são regiões do DNA associadas a características agronômicas desejáveis.
Os resultados indicaram a presença de múltiplos QTLs significativamente ligados a características como produção de biomassa (rendimento da planta), teor de nitrogênio (valor nutritivo da forragem) e teor de celulose (fundamental para a produção de biocombustíveis e para a digestibilidade da forragem). Segundo Pereira, essas descobertas são cruciais para o futuro do melhoramento de forrageiras tropicais. “Com a identificação desses genes, os programas de melhoramento genético poderão ser acelerados e direcionados, permitindo o desenvolvimento de novas variedades de capim-elefante que sejam mais produtivos, mais tolerantes à seca e que exijam menos fertilizantes, contribuindo para uma produção mais eficiente e sustentável seja de forragem, seja de bioenergia”, afirma o científico.
O pesquisador declara ainda que a participação da Embrapa em nossos estudos reforça a posição do Brasil na vanguarda da pesquisa em biotecnologia agrícola, com o conhecimento gerado sendo fundamental para o aprimoramento de forrageiras no contexto das mudanças climáticas.
 Sequenciamento irá potencializar o capim-elefante
O capim-elefante, cientificamente conhecido como Cenchrus purpureus , é uma gramínea perene de grande porte, originária da África. Cultivado em regiões tropicais e subtropicais, é amplamente adotado pelos produtores brasileiros. Seu rápido crescimento e alta produtividade se tornou uma importante forrageira para a alimentação do gado. Na última década, a Embrapa desenvolveu duas cultivares da gramínea: a BRS Capiaçu , de porte alto, voltada para a produção de silagem e forragem no cocho e a BRS Kurumi ( foto à esquerda ), de porte baixo, mais adequada ao pastejo. O capim-elefante também foi adotado como biomassa para produção de energia. Segundo o pesquisador da Embrapa Juarez Campolina Machado , a alta produção de biomassa da grama e seu baixo custo justificam esse uso. Machado explica que o capim pode ser utilizado para a combustão direta em caldeiras, gerando calor e energia, ou transformado em biocombustíveis mais sofisticados, como o etanol celulósico (etanol de segunda geração). Além disso, o capim-elefante é uma excelente matéria-prima para a produção de biogás e biometano, que pode ser usada para gerar eletricidade ou como combustível veicular. A gaseificação é outra tecnologia que permite converter a biomassa em um gás combustível sintético, e a pirólise permite a produção de bio-óleo, biocarvão e gás combustível por meio do aquecimento na ausência de oxigênio, ampliando ainda mais as possibilidades de uso dessa planta para fins energéticos.  A pesquisadora da Embrapa Ana Luisa Sousa Azevedo afirma que o sequenciamento genético potencializará o melhoramento do capim. “Esse estudo representa um avanço de conhecimento significativo, forneceu informações importantes para identificação de marcadores moleculares específicos que são fundamentais para a aplicação de ferramentas genômicas na rotina dos programas de melhoramento da espécie genética”, diz o pesquisador. O sequenciamento também fornece informações importantes sobre genes e suas variações em diferentes genótipos de capim-elefante. Essa informação será útil para experimentos de edição gênica.
Pereira diz que o sequenciamento possibilitará trabalhos com edição gênica em cultivares já bem-sucedidas como a BRS Capiaçu e a BRS Kurumi além de poder ser utilizado para o desenvolvimento de novas cultivares. O conhecimento do genoma permite a utilização da edição gênica em genes associados a importantes características agronômicas e de qualidade. “Com esse conhecimento, o programa de melhoramento genético de capim-elefante da Embrapa pode obter, de forma mais precisa e rápida, materiais com genes editados que permitem maior produtividade, melhor qualidade e mais adaptados aos estresses como a seca”, conclui o pesquisador. |
 Artigo científico
O estudo tem como título “ Ressequenciamento de genoma completo de uma coleção global de capim-elefante (Cenchrus purpureus) para explorar a estrutura populacional global e QTLs que regem as características de produtividade e qualidade de forragem ” . Veja a seguir o resumo do trabalho: Objetivo: Explorar a estrutura populacional global do capim-elefante e identificar QTLs (loci de características quantitativas) que governam características importantes de produção e qualidade. Metodologia: Foram sequenciados genomas de 450 genótipos de capim-elefante de 18 países. Os pesquisadores identificaram mais de 170 milhões de variações de DNA. Resultados: O resequenciamento genético resultou em informações sobre a diversidade genética da espécie em escala global. Além disso, um estudo de associação em todo o genoma (GWAS) inclui múltiplos QTLs significativamente associados a características agronômicas importantes, como a produção de biomassa, e o teor de nitrogênio e celulose. Implicações: As descobertas desse trabalho são um recurso importante para a conservação e compreensão da diversidade genética do capim-elefante em um contexto de mudanças climáticas. Eles também servirão de base para programas de melhoramento genético que visam desenvolver novas variedades com alto rendimento e tolerância à seca, tanto para forragem quanto para a produção de biocombustíveis. Para ter acesso ao artigo, clique aqui . Foto: Rubens Neiva |
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