Genes encontrados em milho do Quênia podem estar associados à tolerância ao alumínio

Cientistas da Embrapa em parceria com universidades e institutos de pesquisa do Quênia, na África, identificaram novos genes que potencialmente controlam a tolerância ao alumínio, utilizando genótipos de milho coletados em regiões de solos ácidos do Quênia. Se a descoberta for confirmada, permitirá avanços no desenvolvimento de novas cultivares, que contarão com um acervo mais robusto de genes, conferindo à planta maior resistência aos efeitos tóxicos do alumínio. Até o momento, o gene ZmMATE1 é o único caracterizado em milho comprovadamente tolerante a esse elemento. 

“Concluímos que a tolerância ao alumínio nas linhagens de milho do Quênia não é conferida pelo gene ZmMATE1, e que o alelo superior desse gene também não está presente em outros genótipos de milho do Quênia altamente tolerantes ao alumínio”, informa Cláudia Teixeira Guimarães, pesquisadora da Embrapa Milho e Sorgo (MG).

A cientista conta que o gene ZmMATE1 fora identificado em outro estudo pela mesma equipe brasileira envolvida na nova descoberta. O trabalho foi desenvolvido em parceria com pesquisadores da Universidade de Cornell e do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (USDA). No caso do ZmMATE1, Guimarães explica que ele codifica um transportador de citrato, substância que é liberada nas raízes protegendo-as dos efeitos tóxicos do alumínio.

A nova pesquisa foi iniciada com a parceria internacional entre a Embrapa Milho e Sorgo e a Universidade de Moi (MU), no Quênia, com financiamento da Fundação McKnight. A segunda etapa do projeto recebeu recursos doGeneration Challenge Programme. Os resultados foram publicados na revista Scientific Reports.

Caminhos para novos materiais tolerantes ao alumínio

Para os pesquisadores, a identificação de novos genes potencialmente envolvidos na tolerância ao alumínio, além do gene ZmMATE1, possibilita a combinação de diferentes genes, aumentando o nível de tolerância em cultivares milho. 

“A Embrapa possui marcadores específicos e fontes para serem utilizadas no melhoramento assistido do gene ZmMATE1. Uma estratégia eficiente para aumentar a tolerância ao alumínio nas linhagens de milho do Quênia e de outros países seria o uso dessas ferramentas genéticas e moleculares para a seleção assistida do gene ZmMATE1”, analisa Guimarães.

Os genes presentes nas linhagens do Quênia possuem pequenos efeitos na tolerância ao alumínio das suas progênies. A cientista ressalta que ainda serão necessários estudos avançados para a validação desses efeitos e para o desenvolvimento de marcadores específicos para a seleção desses novos genes. “Assim, o uso desses genes ainda está distante dos programas de melhoramento assistido, mas novas possibilidades científicas foram abertas”, comemora a pesquisadora.

Alumínio reduz produtividade do milho

Os cientistas explicam que a produção de milho é bastante reduzida pela toxicidade do alumínio (Al) em solos ácidos. Esse tipo de solo cobre aproximadamente 50% das terras aráveis globais, incluindo o Cerrado brasileiro, bioma responsável por grande parte da produção de milho no País. Nesses solos, a forma rizotóxica de Al, Al3 +, se torna predominante na solução do solo, prejudicando os sistemas radiculares das plantas. A toxicidade do alumínio prejudica a exploração do solo pelas raízes, reduzindo a captação de água e de nutrientes e, consequentemente, a produção de grãos. O problema do baixo pH do solo pode ser minimizado pela calagem, que é mais eficaz nas camadas aráveis do solo, enquanto a correção da acidez mais profunda do solo é mais difícil e dispendiosa.

“Apesar de comum na agricultura, as técnicas de correção do solo aumentam os custos de produção e são inacessíveis para vários pequenos agricultores nos países em desenvolvimento. Assim, uma solução sustentável para aumentar a produtividade de grãos em solos ácidos pode ser alcançada associando práticas de manejo da fertilidade do solo com a adoção de cultivares tolerantes ao alumínio”, diz Cláudia Guimarães. 

No Brasil, em torno de 70% da produção de milho ocorre na segunda safra, ou safrinha, cuja produtividade é altamente dependente do regime de chuvas. “O aumento da tolerância ao alumínio em cultivares de milho é uma estratégia genética que contribui para o aprofundamento do sistema radicular, em áreas com prevalência de saturação de alumínio nas camadas sub-superficiais”, explica a pesquisadora.

Solos ácidos coincidem com as áreas de cultivo de milho no Quênia, além da sua ocorrência em regiões agrícolas da América do Sul, África e Ásia. “Assim, a tolerância ao alumínio em cultivares de milho conferirá um aumento na estabilidade de produção para vários segmentos de agricultores: desde o cultivo em larga escala do milho safrinha no Cerrado brasileiro até o cultivo de subsistência em pequenas propriedades na África”, destaca a cientista.