Geneticamente falando, o pa£o que vocêassou durante o desligamento do COVID-19 émais complexo do que vocêpensa. Os 16 bilhaµes de genes do trigo, organizados não em um, mas em três genomas semi-independentes, podem se sobrepor ou substituir um ao outro, tornando as coisas extremamente complicadas para os geneticistas que tentam aprimorar as caracteri­sticas desejáveis ​​na cultura mais amplamente cultivada do mundo.

Uma dessas caracteri­sticas éa tolera¢ncia a herbicidas. Muitas culturas de cereais, incluindo o trigo , tem uma capacidade natural de desintoxicar certos herbicidas aplicados a s ervas daninhas em seu meio. Sob condições ideais, as ervas daninhas morrem, mas as plantações são altas. Se os cientistas puderem identificar os genes envolvidos, eles podera£o potencialmente amplificar a expressão desses genes para tornar o processo de desintoxicação mais eficaz sob uma variedade de condições ambientais.

Em um novo estudo da Universidade de Illinois publicado no Scientific Reports , os cientistas aproveitam a composição genanãtica flexa­vel do trigo para identificar regiaµes cromossa´micas que ajudam a desintoxicar herbicidas sintanãticos de auxina.

"Na década de 1950, os cientistas criaram um processo chamado 'substituição aliena­gena', onde vocêpode substituir os cromossomos de um dos três genomas de trigo pelos cromossomos de um parente de trigo, como Aegilops searsii. Os cromossomos são semelhantes o suficiente para que a planta ainda possa crescer e ainda se parece muito com trigo ", explica Dean Riechers, professor do Departamento de Ciências Culturais de Illinois e co-autor do estudo. "O benefa­cio éque o parente pode não ter as mesmas caracteri­sticas do trigo, portanto a linha de substituição aliena­gena ajudara¡ a identificar onde os genes de interesse estãolocalizados".

O manãtodo agora étão comum na pesquisa do trigo que os cientistas podem simplesmente obter sementes para plantas de trigo com cromossomos Aegilops searsii, denotados como genoma S, substituindo cada um dos sete cromossomos do trigo nos três genomas (A, B e D) Essas são conhecidas como linhas de substituição aliena­gena, e Riechers e a estudante de doutorado Olivia Obenland as usaram para determinar que a tolera¢ncia a  auxina sintanãtica no trigo provavelmente reside em algum lugar no cromossomo 5A.

"Embora o manãtodo seja comum para encontrar genes para resistência a patógenos e outros genes aºteis no trigo, o nosso éo aºnico grupo de pesquisa que usou esse manãtodo para procurar tolera¢ncia a herbicidas", diz Riechers. "Basicamente, reduzimos a lista de 21 cromossomos para um, agora sabemos onde concentrar nossos esforços futuros de descoberta de genes".

A Obenland cultivou todas as 21 linhas de substituição aliena­gena na estufa, juntamente com a cultivar de trigo 'Chinese Spring' e Aegilops searsii, e as pulverizou com altas taxas do herbicida auxina sintanãtico halauxifen-metil. Ela então comparou a biomassa das plantas tratadas com os controles não tratados.

Os pesquisadores esperavam e observavam lesões ma­nimas na 'Primavera Chinesa', graças a  sua capacidade de desintoxicar naturalmente o produto qua­mico. Mas Aegilops searsii mostrou-se altamentesensívelao halauxifen-metil, assim como plantas de trigo com substituições aliena­genas no cromossomo 5A.

"Substituindo 5A com o cromossomo 5S das espanãcies exa³ticas, tiramos a tolera¢ncia natural ao halauxifeno-metil do trigo e o tornamos sensa­vel", diz Obenland.

As plantas com substituição no cromossomo 5B também mostraram alguma sensibilidade, mas somente quando o herbicida foi aplicado com a maior taxa. Embora isso signifique que 5B provavelmente também possui genes envolvidos na desintoxicação de auxina sintanãtica, os resultados atéagora apontam para 5A como o principal ator. Curiosamente, o cromossomo 5D no terceiro genoma do trigo (D) não parece ter um papel importante, de acordo com a pesquisa.

O pra³ximo passo évasculhar o cromossomo 5A em busca de genes específicos que possam estar envolvidos na tolera¢ncia a herbicidas . Obenland e Riechers já estãotrabalhando nisso e, embora tenham identificado alguns genes interessantes relacionados aos encontrados no ca¢nhamo resistente, eles não estãoprontos para divulgar esses resultados sem testes moleculares adicionais.

"Finalmente, esperamos ampliar e aprofundar nossa compreensão da tolera¢ncia natural do trigo ao halauxifen-metil, bem como outros herbicidas sintanãticos de auxina, e este éum a³timo primeiro passo. E émuito gratificante aplicar as ferramentas genanãticas existentes para abordar um novo problema cienta­fico ", diz Riechers.