Variante genética em milho pode reduzir perdas em sementes

Uma mutação natural no DNA que regula o gene ZmPIMT1 aumenta a tolerância ao envelhecimento das sementes de milho. A descoberta, feita por pesquisadores dos Estados Unidos e da China, pode ajudar produtores e empresas a reduzir perdas de germinação em sementes armazenadas.

O gene ZmPIMT1 comanda a produção de uma enzima que repara proteínas danificadas dentro da semente. Essa enzima age sobre a proteína PABP2, essencial para que a semente produza novas proteínas ao iniciar a germinação. Quando há mais ZmPIMT1 ativa, PABP2 funciona melhor, e a semente resiste mais ao estresse causado pelo tempo ou pelas condições adversas de armazenamento.

Duas versões

Os cientistas identificaram duas versões da região promotora do gene ZmPIMT1. Essa região funciona como um “interruptor” que liga o gene. A variante chamada Hap C7-2, encontrada na linhagem Chang7-2, ativa mais fortemente o gene. Já a versão Hap Z58, presente na linhagem Zheng58, possui uma inserção de 2.316 pares de bases no DNA que reduz a atividade do gene.

Sementes com a variante Hap C7-2 tiveram taxas de germinação mais altas após testes de envelhecimento acelerado. Em uma população de linhas recombinantes derivadas do híbrido Zhengdan 958, 81% das sementes com o haplótipo Hap Z58 germinaram abaixo de 30%, contra 53% nas linhas com o Hap C7-2. Além disso, 20% das linhas com Hap C7-2 superaram 60% de germinação, enquanto apenas 6,25% das linhas Hap Z58 atingiram esse patamar.

Experimentos com plantas geneticamente modificadas reforçaram os dados. Linhagens de milho com superexpressão do gene ZmPIMT1 produziram sementes com maior vigor após envelhecimento acelerado. O mesmo aconteceu com plantas modelo da espécie Arabidopsis thaliana. Por outro lado, plantas com o gene ZmPIMT1 silenciado tiveram germinação reduzida.

A ação da enzima ZmPIMT1 foi confirmada por ensaios de interação molecular com PABP2, tanto do milho quanto de Arabidopsis. A enzima recupera a estrutura da proteína danificada, mantendo sua capacidade de se ligar ao RNA mensageiro, crucial para a síntese de novas proteínas durante a germinação.

Programas de melhoramento

A descoberta fornece um marcador genético útil para programas de melhoramento. Com ele, é possível selecionar linhagens mais resistentes ao envelhecimento das sementes. Isso pode reduzir perdas durante o armazenamento, melhorar a confiabilidade dos lotes e beneficiar agricultores com menos necessidade de replantio.

Bruce Downie, professor da Universidade de Kentucky e coautor do estudo, destaca a relevância do trabalho para a agricultura. “A vida moderna depende das sementes. Se elas falham, o prejuízo atinge produtores, empresas e consumidores”, afirmou.

O estudo também indicou que essa variação genética surgiu naturalmente e não sofreu seleção durante a domesticação do milho. Isso sugere que ela pode ter sido negligenciada por melhoristas no passado, apesar de seus benefícios agronômicos.

Outras informações em doi.org/10.1093/plcell/koaf217