Além do limite

Para o fisiologista norte-americano Paul Moore, será preciso usar todas as ferramentas da nova genômica para elevar o limite de rendimento da cana-de-açúcar na produção de bioenergia. Pesquisador participou, nesta quarta-feira, de workshop do BIOEN, na sede da FAPESP

Por Fábio de Castro

Agência FAPESP – A ciência precisará usar todas as ferramentas da genômica e da pós-genômica disponíveis se quiser elevar o limite de rendimento da cana-de-açúcar para a produção de bioenergia, de acordo com o norte-americano Paul Moore, professor emérito do Centro de Pesquisas Agrícolas do Havaí.

Moore, considerado um dos maiores especialistas no mundo na fisiologia da cana-de-açúcar, abriu nesta quarta-feira (18/3), em São Paulo, o Workshop BIOEN on Sugarcane Improvement, que integra as atividades do Programa FAPESP de Pesquisa em Bioenergia (BIOEN).

O pesquisador apresentou um trabalho em que calculou quanto será possível, por meio do melhoramento da cana-de-açúcar, elevar o teto atual de rendimento da planta a fim de aproximá-lo de um determinado rendimento potencial teórico.

“Pelo funcionamento da evolução, os organismos sobrevivem porque são capazes de produzir energia para se manter ao longo do tempo. Mas essa produção é conservadora, pois a planta não tem esse objetivo e sim o de sobreviver. Podemos mudar a planta geneticamente para fazê-la querer produzir, em primeiro lugar, em vez de sobreviver”, disse Moore à Agência FAPESP.

Segundo o cientista, o rendimento da cana-de-açúcar pode ser aumentado localmente por meio do aprimoramento do manejo e do aumento de insumos – como fertilizantes, água, pesticidas e reguladores de crescimento –, além da utilização de abordagens genéticas tradicionais voltadas para a otimização da resistência a doenças e o incremento do armazenamento de sacarose.

Mas o teto de rendimento da cana não será elevado dessa maneira. “Provavelmente, poderemos aumentar o rendimento, mas apenas com o uso das abordagens genômicas de alto desempenho, conhecidas como high-throughput. Com elas, conseguiremos grandes conjuntos de dados que poderão ser analisados com modelos adequados em uma abordagem de sistemas biológicos”, explicou.

Além da genômica, que analisa o código genético dos organismos, esses estudos precisarão incluir ferramentas da pós-genômica, segundo Moore. “Será preciso empregar a transcriptômica – que analisa a expressão dos genes no RNA –, a proteômica, que tem foco nas proteínas geradas por esses transcritos, e a metabolômica, que estuda o perfil dos metabólitos”, disse.

Essas novas abordagens deverão gerar o conhecimento necessário para produzir variedades com atributos fisiológicos melhorados, como eficiência fotossintética, partilha de carbono entre sacarose e fibra, eficiência no uso da água e do nitrogênio e resistência multigênica a pestes e patógenos.

“Esses melhoramentos não puderam ser feitos antes por causa da complexidade dos sistemas biológicos, mas agora temos as ferramentas necessárias. O conhecimento produzido a partir daí deverá gerar tecnologias que darão aos produtores acesso a uma melhor gestão das trilhas de desenvolvimento multigênico, como germinação, perfilhamento, floração, maturação e alojamento”, destacou.

Gargalos

Moore mostrou como calcular a quantidade de energia existente na cana-de-açúcar, que quantidade de luz ela é capaz de absorver e como a energia é processada pela planta. Com base nesses cálculos, chegou à média mundial de biomassa produzida por hectare de cana plantada por ano. Também obteve a cifra que corresponde ao teto real de rendimento da planta e qual o limite teórico de rendimento, com base na fisiologia da cana-de-açúcar.

“O limite teórico máximo de rendimento é de cerca de 220 toneladas por hectare por ano. Sabemos que podemos elevar o teto de rendimento atual, que é de 100 toneladas por hectare, em direção a esse número. Temos muito terreno para avançar, embora saibamos que o limite teórico jamais poderá ser atingido”, afirmou.

O máximo da produção comercial atual, segundo o cientista, ainda está bem longe do teto de rendimento: são cerca de 70 toneladas anuais por hectare. A média é de 40 toneladas. “Com o que produzimos hoje não estamos nem um pouco próximos do máximo viável. Mas ainda assim é preciso começar a trilhar o caminho para elevar esse limite”, disse.

Segundo Moore, o que força para baixo a média de rendimento são gargalos agronômicos como ervas daninhas, pestes, doenças, toxicidade mineral, salinidade e quantidade de sódio. Os níveis máximos de rendimento, no entanto, já são alcançados em situações nas quais esses obstáculos são contornados.

“Por outro lado, há gargalos ambientais que nos impedem de chegar ao teto de produtividade, como as quantidades disponíveis de água, dióxido de carbono, radiação da luz, temperatura, nitrogênio, fósforo e outros nutrientes”, disse.

O teto de rendimento, por sua vez, é estabelecido por gargalos fisiológicos: características da cultura, fenologia e características da arquitetura da célula. “São esses os obstáculos que poderemos superar com as novas ferramentas da genômica e da pós-genômica, a fim de elevar o teto de rendimento em direção ao limite teórico”, explicou Moore.

O Workshop BIOEN on Sugarcane Improvement, que ocorre como parte do Programa FAPESP de Pesquisa em Bioenergia (BIOEN), se encerra nesta quinta-feira (19/3), na sede da FAPESP. “Photosynthesis, sucrose metabolism, drought and sugar physiology” e “Breeding and Statistical Genetics” serão os dois eixos temáticos a serem discutidos hoje, a partir das 9h30.

Mais informações: www.fapesp.br/bioen.