Edição do genoma | Cereais que fixam o nitrogénio são quase uma realidade

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Cientistas do MIT (EUA) estão a testar novas técnicas de engenharia vegetal em plantas de tabaco. O objetivo é criar plantas com capacidade de fixação de nitrogénio através da edição genética. Créditos da imagem: Lisa Miller / J-WAFS

Um grupo de investigação do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, está muito perto de desenvolver variedades de cereais capazes de fixar o seu próprio nitrogénio. Num futuro próximo, já não serão necessários fertilizantes na produção de milho, arroz e trigo.

Com o esperado incremento da procura por alimentos – devido ao crescimento da população e às alterações climáticas -, o aumento da produção agrícola tem sido um alvo crucial da investigação no mundo inteiro.

Um dos laboratórios que se mobilizam para enfrentar esse desafio é o Voigt, do Departamento de Engenharia Biológica do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, onde, nos últimos quatro anos, um grupo de investigadores liderado por Christopher Voigt está a transformar o modo de produção de cereais para que possam fixar o seu próprio nitrogénio, um nutriente essencial que permite que as plantas cresçam.

Além de inovadores, os resultados desta investigação são muito promissores. Se tudo correr como os cientistas almejam, num futuro próximo a produção de cereais deixará de ser dependente de fertilizantes.

Plantas como as leguminosas são capazes de se sustentar através de uma relação simbiótica com bactérias capazes de fixar o nitrogénio do ar e colocá-lo no solo, que é por sua vez recuperado pelas plantas através das raízes. Mas outros tipos de culturas, como o milho, trigo e arroz, carecem da ajuda adicional de fertilizantes, sem os quais seriam mais pequenas e teriam menos grãos.

Mais detalhes desta investigação no artigo científico publicado no MIT News.

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Testes|Pastagens de azevém transgénico reduzem emissão de gases com efeito de estufa

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Investigadores da AgResearch começam a colher o azevém HME (altos níveis de energia metabolizada), cultivado em campos experimentais nos Estados Unidos. Créditos da imagem: AgResearch

Investigadores da AgResearch estão a fazer progressos nos ensaios de campo com azevém geneticamete modificado (GM). O objetivo é conseguir produzir esta gramínea forrageira com elevados níveis de energia metabolizada (HME) que permita reduzir as excreções de nitrogénio dos animais as emissões de gases com efeito de estufa.

Diminuir a libertação de gases que contribuem para o efeito de estufa é um grande problema para os agricultores, porque também se confrontam com a necessidade global de mitigar as consequências das alterações climáticas, o que não é fácil no setor agrícola, tantas vezes apontado como um dos maiores responsáveis pela degradação ambiental.

Mas este problema estar brevemente ultrapassado se a equipa de investigadores liderada pela AgResearch continuar a fazer progressos nos ensaios de campo com azevém geneticamete modificado (GM), que estão a ser realizados em pastagens nos Estados Unidos. Para já, garantem os cientistas, os resultados dos testes são encorajadores.

Todos os estudos até agora efetuados demonstraram que ao azevém geneticamente modificado estão associados benefícios ambientais e de produtividade, permitindo a diminuição das excreções de nitrogénio dos animais e, como tal, a redução da lixiviação de nitrato e das emissões de gases com efeito de estufa.

Neste caso, os investigadores estão a fazer ensaios de azevém GM com altos níveis de energia metabolizadora (HME) para descobrir se esta gramídea potencialmente sustentável do ponto de vista ambiental terá no campo o mesmo desempenho demonstrado em testes em ambientes controlados. O objetivo é “conseguir produzir azevém com as características que melhor se adaptem às condições climáticas e às propriedades do solo da Nova Zelândia”, afirma o investigador principal da AgResearch, Greg Bryan, acrescentando que no âmbito deste ensaio a sua equipa está também a  introduzir genes nas plantas que possuem padrões genéticos mais simples, que facilitarão futuros programas de melhoramento.”

Embora os resultados dos testes sejam encorajadores, Greg Bryan prefere ser cauteloso, mantendo um otimismo contido: “Trata-se de uma investigação desafiante mas também muito complexa e de longo prazo. São precisos vários anos para criar a característica HME (altos níveis de energia metabolizadora) em variedades selecionadas de azevém. Temos de testar o seu desempenho a cada passo e a caminhada é longa.”

Saiba mais neste vídeo e artigo do canal neo zelandês Newshub.

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September 2019 1
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Arroz transgénico com uso eficaz de nitrogénio para agricultores Africanos

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Arroz NERICA – New Rice for Africa – Ver fonte da imagem em baixo

Arroz transgénico com uso eficaz de nitrogénio
para agricultores Africanos

Chilibio | Plant Biotecnology – Nov 2016

Uma investigação com base no Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT) e na empresa Arcadia Biosciences desenvolveram linhas de arroz transgénico africano para uso mais eficaz do nitrogénio por parte das plantas. Essas plantas de arroz geneticamente moficado (ou transgénico) sobre-expressam um gene com origem em plantas de cevada e outro com origem em plantas do mesmo arroz convencional. Esta tecnologia pode aumentar os rendimentos agrícolas e ao mesmo tempo reduzir a utilização de fertilizantes nitrogenados, evitar a contaminação pela sua aplicação excessiva, e ainda evitar emissões de gases com efeito de estufa para a atmosfera.

A utilização dos fertilizantes nitrogenados implica elevados custos na produção de arroz e o excesso da sua aplicação provoca importantes contaminações ambientais. Assim, o desenvolvimento de variedades de arroz transgénico com maior eficácia no uso de nitrogénio é essencial para a prática de uma agricultura mais sustentável.

Um estudo de investigação publicado na revista científica “Plant Biotechnology apresenta resultados de ensaios de campo de linhas de arroz geneticamente modificado NERICA4 (Novo Arroz para África 4).

Os ensaios de campo realizados durante três épocas de desenvolvimento, em dois ecossistemas de cultivo de arroz diferentes (em terras altas e em terras baixas), revelaram que, após diferentes aplicações de nitrogénio, o rendimento do grão das linhas transgénicas foi significativamente maior que o das linhas nulas e das linhas de controlo com variedades tradicionais. Os resultados demonstraram que a modificação genética testada pode aumentar significativamente a biomessa seca e a produção de grão.

Esta tecnologia aplicada a estas variedades africanas de arroz tem, assim, o potencial de reduzir significativamente a necessidade de fertilizantes nitrogenados e ao mesmo tempo permite melhorar a qualidade alimentar, aumentar o rendimento dos agricultores e reduzir as emissões de gases com efeitos de estufa (prejudiciais ao ambiente).

Fontes
– Chilibio
– Artigo original da Plant Biotechnology “Development and field performance of nitrogen use efficient rice lines for Africa
Imagem de arroz NERICA – New Rice for África