Concluído o primeiro sequenciamento genético de espécie silvestre de maracujá nativa do Brasil

Estudo desenvolvido na Esalq-USP pode ajudar a desenvolver novas variedades da fruta com menor custo de produção

Agência FAPESP – Um grupo de pesquisadores brasileiros apoiado pela FAPESP realizou o primeiro sequenciamento genético de uma espécie silvestre de maracujá nativa do Brasil. O estudo, publicado na revista The Plant Genome, abre caminho para o desenvolvimento de novas variedades da fruta, inclusive com menor custo de produção.

“Conseguimos identificar vários genes relacionados ao mecanismo que causa a autoincompatibilidade, isto é, que impede a autofecundação. Esta informação é bastante útil, já que 40% do custo de produção refere-se à obrigatoriedade de se fazer cruzamentos manuais nos pomares comerciais, induzindo a produção de mais frutos. Na natureza, quem faz esse papel é a mamangava. Se entendermos o mecanismo da autoincompatibilidade, poderemos talvez interferir e ter frutos oriundos também de autocruzamentos”, explica Maria Lucia Carneiro Vieira, professora do Departamento de Genética da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz da Universidade de São Paulo (Esalq-USP) e coordenadora do estudo.

Os resultados integram projeto financiado pela FAPESP no âmbito do Programa BIOTA.

Os pesquisadores explicam que, ao dispor do genoma completo de uma espécie, é possível fazer uma série de comparações visando conhecer os genes únicos e os ortólogos (genes compartilhados entre espécies distintas). Além disso, pode-se comparar a presença e a organização das chamadas sequências repetitivas (transposons e retrotransposons, por exemplo) e os tamanhos dos genomas de espécies próximas, entre outros.

“No nosso caso, houve uma publicação recente do genoma de uma variedade de maracujá-roxo cultivado na China, então temos informações para fazer estudos comparativos. Por exemplo, quais fenótipos foram selecionados na espécie cultivada (qualidade dos frutos, por exemplo) comparativamente à espécie silvestre, nativa do Brasil”, conta Zirlane Portugal da Costa, primeira autora do trabalho, realizado durante estágio de pós-doutorado na Esalq-USP com bolsa da FAPESP.

Espécie silvestre

O maracujazinho (Passiflora organensis) é uma planta nativa do Brasil, de ocorrência na Mata Atlântica. A espécie possui um genoma considerado pequeno (259 milhões de pares de bases), é diploide (os cromossomos se organizam em pares, assim como na espécie humana) e autoincompatível, ou seja, não se autofecunda como algumas espécies de plantas.

No estudo publicado agora, a maior parte das sequências foi atribuída aos cromossomos da espécie, que são seis. Cerca de 60% das sequências são de natureza repetitiva. Os pesquisadores conseguiram predizer 25.327 genes, entre eles os envolvidos no mecanismo que leva à autoincompatibilidade e aqueles pertencentes à família MADS-BOX, envolvida no desenvolvimento reprodutivo vegetal.

“Os genes da família MADS-BOX induzem a expressão dos genes ligados ao desenvolvimento. Por isso, conhecê-los ajuda a promover o conhecimento sobre, por exemplo, como se dá o desenvolvimento das flores e frutos”, conta Vieira.

Os pesquisadores elucidaram ainda os genomas do cloroplasto e da mitocôndria, duas organelas que codificam genes importantes e que atuam em comunhão com os genes do núcleo, sendo responsáveis pela síntese de diversas proteínas vitais para a célula. Com o resultado, será possível entender a herança dos cloroplastos, ou seja, se ela advém somente da flor feminina, da flor masculina ou de ambas.

O estudo teve ainda apoio da FAPESP por meio de bolsas de doutorado para Helena Augusto Gioppato, no Instituto de Biologia da Universidade Estadual de Campinas (IB-Unicamp), e doutorado direto para Luiz Augusto Cauz-Santos, na Esalq-USP.

Outro coautor do trabalho, Marcelo Carnier Dornelas, professor do IB-Unicamp, é apoiado por meio de projeto na modalidade Regular.

Os professores Alessandro de Mello Varani, da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias da Universidade Estadual Paulista (FCAV-Unesp), em Jaboticabal, e Claudia Monteiro-Vitorello, da Esalq-USP, tiveram papel importante nas análises de bioinformática.

O artigo A genome sequence resource for the genus Passiflora, the genome of the wild diploid speciesPassiflora organensis, de Zirlane Portugal Costa, Alessandro Mello Varani, Luiz Augusto Cauz-Santos, Mariela Analía Sader, Helena Augusto Giopatto, Bruna Zirpoli, Caroline Callot, Stephane Cauet, Willian Marande, Jessica Luana Souza Cardoso, Daniel Guariz Pinheiro, João Paulo Kitajima, Marcelo Carnier Dornelas, Andrea Pedrosa Harand, Helene Berges, Claudia Barros Monteiro-Vitorello e Maria Lucia Carneiro Vieira, pode ser lido em: https://acsess.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/tpg2.20117.