Genomas contra a fome

Genomas contra a fome
Depois de arroz e milho, trigo está prestes a ter DNA decifrado, o que beneficia o plantio de alimentos

Cesar Baima
cesar.baima@oglobo.com.br

RIO - A ciência está cada vez mais perto de obter o genoma completo de três dos principais alimentos consumidos pela Humanidade, em um esforço crucial para garantir a segurança alimentar da população mundial, que deverá atingir 9 bilhões em 2050. Depois do sequenciamento do arroz, em 2002, e do milho, em 2009, cientistas anunciaram ontem o primeiro rascunho do genoma do trigo comum (Triticum aestivum). Os dados sobre os três facilitarão o trabalho de pesquisadores e fazendeiros na busca e na criação de plantas com traços que se adaptem melhor às condições das regiões onde são cultivadas, como resistência a secas e pragas, além de maior produtividade e qualidade dos grãos.
O trigo é a base da dieta de 30% da população global, mas sua produção, de cerca de 700 milhões de toneladas anuais, caiu 5,5% entre 2000 e 2008 devido principalmente a estresses climáticos, o que contribuiu para que fosse insuficiente em cinco dos últimos dez anos. Com o genoma nas mãos, porém, fazendeiros e pesquisadores poderão, por exemplo, saber logo que linhagens devem unir para conseguir as características que procuram, sem precisar cultivar as sementes e esperar as plantas crescerem para descobrir se os cruzamentos deram certo.
- O trigo é a principal fonte de alimento de grande parte do mundo, e, com a população global crescendo rapidamente, vamos precisar de todas as ferramentas para produzir comida suficiente à luz de um clima em mudança, com menos água e terras e alterações nas dietas e expectativas de vida - resume Sonny Ramaswamy, diretor do Instituto de Alimentos e Agricultura do Departamento de Agricultura dos EUA, um dos financiadores do Consórcio Internacional para Sequenciamento do Genoma do Trigo (IWGSC, na sigla em inglês), cujos primeiros resultados foram publicados em uma série de quatro artigos na edição desta semana da revista "Science". - Este trabalho vai dar um impulso aos pesquisadores que procuram aumentar a produtividade.
Código 5x maior que o humano
Obter o genoma completo do trigo, no entanto, é um trabalho muito maior e complexo do que os do arroz e milho, tanto que até recentemente se achava que isso seria impossível usando as técnicas de sequenciamento disponíveis. Com 17 bilhões de pares de bases, as "letras" que compõem o DNA, o genoma do trigo é mais de cinco vezes maior que o dos seres humanos, que tem cerca de 3,2 bilhões. Além disso, ele tem muitas repetições distribuídas nos seus 21 cromossomos, que podem ser divididos em três "subgenomas" (A, B e D) com sete cromossomos cada vindos das plantas que se cruzaram em milhões de anos para dar origem à espécie moderna. Isso também fez do trigo um organismo hexaploide, isto é, com seis cópias de cada cromossomo, contra duas dos humanos, seres diploides.
Juntos, todos esses fatores fazem do genoma do trigo um desafio para o método mais comum de sequenciamento completo de genomas em uso hoje. Conhecido como "abordagem da escopeta", ele consiste em "quebrar" o DNA em diversos fragmentos que podem ser lidos individualmente e, depois, remontados em sequência com a ajuda de computadores. Mas, com 80% das sequências de DNA e seis cópias de cromossomos virtualmente idênticos, montar esse quebra-cabeça no genoma do trigo seria difícil.
Para superar esses obstáculos, os cientistas do IWGSC primeiro separaram cada um dos cromossomos do trigo para, só então, fragmentá-los e sequenciá-los. Depois, uma outra técnica envolvendo bactérias permitiu começar a remontá-los apesar das muitas repetições. Por enquanto, o trabalho foi realizado em parte de nove dos 21 cromossomos e completado em um, o 3B, justamente o maior deles. Com isso, os cientistas acreditam já ter coberto cerca de 61% do genoma da planta e provavelmente identificado algo em torno de 95% dos seus genes, a parte do DNA responsável pela codificação de proteínas.
- Com um rascunho das sequências genéticas dos cromossomos do trigo e a primeira sequência referencial do 3B atingimos um importante ponto em nosso caminho - diz Catherine Feuillet, copresidente do consórcio. - Agora sabemos a maneira de obter a sequência referencial dos 20 cromossomos restantes e esperamos encontrar os recursos para fazer isso nos próximos três anos.

Como produzir mais comida sem agredir o meio ambiente
Relatório indica estratégias para conseguir alimentar a crescente população mundial e proteger a natureza ao mesmo tempo

Cesar Baima

RIO - Aumentar a produção mundial de alimentos sem, no entanto, impor ainda mais pressões sobre o meio ambiente que podem agravar problemas como mudanças climáticas, falta de água e poluição é outro grande desafio no atendimento da maior demanda provocada pelo crescimento da população mundial. Em relatório também publicado na edição desta semana da revista "Science", porém, um grupo de pesquisadores liderado por Paul West, codiretor da Iniciativa para Paisagens Globais do Instituto do Meio Ambiente da Universidade de Minnesota, nos EUA, indica uma série de estratégias que pode ajudar não só a alimentar mais de 3 bilhões de pessoas como diminuir a pegada ambiental da agricultura.

Focado em 17 cultivos que respondem por 86% das calorias vegetais produzidas no planeta, cobrem 58% das terras agriculturáveis, usam 95% das áreas irrigadas, consomem 92% da água usada em irrigação e cerca de 70% fertilizantes, o relatório identifica pontos-chave sobre os quais governos, organizações não governamentais, fundações, empresas e sociedade podem agir para conseguir o maior impacto. E a maior parte deles está concentrada em seis países - China, Índia, EUA, Brasil, Indonésia e Paquistão -, além da Europa.

Em primeiro lugar, os pesquisadores afirmam ser possível produzir muito mais comida apenas com as terras em uso atualmente, sem a necessidade de expandir a fronteira agrícola derrubando florestas, por exemplo. Segundo eles, a média de produtividade global destes 17 cultivos é 50% abaixo de seu potencial, mas esta lacuna é muito maior em algumas regiões do planeta. Assim, se a produtividade nestas áreas - notadamente na África e Ásia - fosse elevada para a mesma (baixa) média global, já seria possível fornecer comida para mais 850 milhões de pessoas.

Outros pontos-chave identificados são cultivar e usar os alimentos produzidos com mais eficiência. De acordo com os pesquisadores, 60% do nitrogênio e quase 50% do fósforo aplicados nos cultivos via fertilizantes excedem suas necessidades, e as maiores oportunidades de redução desse desperdício estão na China, Índia e EUA. Já o uso de água para irrigação poderia ser 8% a 15% menor sem comprometer a produção.

Com relação ao uso, os pesquisadores aconselham desviar parte das calorias hoje utilizadas na criação de animais para o consumo humano, assim como diminuir o desperdício. Segundo eles, os grãos usados na alimentação de animais poderiam sustentar 4 bilhões de pessoas. Além disso, entre 30% e 50% da comida produzida no mundo vão parar no lixo, problema que é mais grave quando são produtos animais, já que a perda de um quilo de carne sem osso equivale a jogar fora 24 quilos de trigo. Só a redução deste desperdício nos EUA, China e Índia daria para alimentar 400 milhões de pessoas.

- Ao focar em áreas, cultivos e práticas nos quais os ganhos podem ser maiores, empresas, governos, ONGs e outros atores podem assegurar que seus esforços estão sendo bem direcionados para cumprir o crítico e importante objetivo comum de alimentar o mundo enquanto se protege o meio ambiente - considera West.

O Globo, 18/07/2014, Sociedade, p. 25

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