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07/06/2018 - Algodão

Algodão geneticamente modificado usa nutriente como supressão de ervas daninhas


Um sistema de fertilizantes recentemente desenvolvido irá fornecer nutrientes para culturas de algodão e uma dose mortal para ervas daninhas que são cada vez mais resistentes a herbicidas, é o que mostra um estudo da Texas A&M AgriLife Research.

A tecnologia aplica fosfito a cultivos de algodão, expressando o gene que torna a planta capaz de transformar o fosfito em nutrição, enquanto o mesmo composto suprime as ervas daninhas incapazes de usá-lo, disseram os pesquisadores.

“Nossos pesquisadores abordaram uma questão que custa bilhões de dólares aos produtores”, disse Dr. Patrick Stover, vice-chanceler de ciências agrícolas e biológicas do Texas A&M em College Station e diretor interino da AgriLife Research. “Esta é uma solução econômica, ambientalmente segura e sustentável.”

Stover disse que esta é uma descoberta fantástica e oportuna no movimento para superar o problema contínuo de ervas daninhas que estão evoluindo mais rápido do que os químicos e outros métodos de controle.

“Acreditamos que o sistema ptxD/fosfito que desenvolvemos é uma das tecnologias mais promissoras dos últimos tempos que pode ajudar a resolver muitos dos problemas biotecnológicos, agrícolas e ambientais que enfrentamos”, disse o Dr. Keerti Rathore, biotecnólogo de plantas da AgriLife Research.

“A fertilização seletiva com fosfito permite o crescimento de plantas de algodão que expressam o gene ptxD, enquanto suprime ervas daninhas”, este é o título do artigo da revista Proceedings of the National Academy of Sciences que deve ser publicado esta semana.

O fósforo é um nutriente importante exigido por todos os seres vivos, a vida não é possível sem ele. A maioria dos organismos só pode utilizar fósforo na forma de ortofosfato.

“Nós determinamos que as plantas de algodoeiro que expressam PTXD podem utilizar fosfito como única fonte de fósforo, enquanto as ervas daninhas não podem, tornando-se eficaz em suprimir o crescimento destas “, disse Rathore.

As plantas transgênicas que expressam o gene ptxD bacteriano ganham uma capacidade de converter fosfito em ortofosfato, disse ele. Isso permitem um esquema de fertilização seletiva, baseado em fosfito como única fonte de fósforo para a cultura, ao mesmo tempo em que oferece uma alternativa eficaz para suprimir o crescimento de ervas daninhas incapazes de utilizar essa forma de fósforo. “

A equipe de pesquisa internacional liderada por Rathore é composta pelo Dr. Devendra Pandeya, Dr. Madhusudhana Janga, Dr. Muthu Bagavathiannan e LeAnne Campbell, todos membros do Texas A & M AgriLife College Station. Também estão na equipe o Dr. Damar Lopez Arredondo e a Dra. Priscila Estrella Hernandez Da StelaGenomics Inc. e o Dr. Luis Herrera Estrella no Centro de Pesquisa e Estudos Avançados do Instituto Politécnico Nacional, todos em Irapuato, México.  Esta pesquisa foi financiada em parte pela Cotton Inc.

A resistência a herbicidas e o controle de ervas daninhas são as grandes preocupações dos produtores de algodão dos EUA. “Nós podemos e vamos entregar para nossos produtores de algodão, em colaboração com a Cotton Inc. e parceiros”, disse o Dr. Bill McCutchen, diretor associado executivo da AgriLife Research, College Station.

As ervas daninhas geralmente são manejadas manual, mecânica ou quimicamente. No entanto, as opções de controle químico estão diminuindo rapidamente devido a um número crescente de ervas daninhas resistentes a herbicidas, com porcas alternativas de solução para este problema.

“Com o passar dos anos, tornou-se claro que novas estratégias são necessárias para o controle de ervas daninhas para sustentar a produção agrícola e reduzir nossa dependência de herbicidas”, disse Herrera-Estrella. “Há uma necessidade urgente de sistemas alternativos de supressão de ervas daninhas para manter a produtividade das culturas, reduzindo nossa dependência.”

Rathore, que tem pesquisado o melhoramento genético do algodão há mais de 20 anos, disse que a resistência a herbicidas nas ervas daninhas não é apenas um problema dos EUA, mas um desafio global para os produtores de algodão, milho e soja.

Tal desenvolvimento também aliviará algumas das percepções negativas associadas ao uso de genes de resistência a herbicidas e à forte dependência de herbicidas, disse ele.

A Rathore também desenvolveu plantas de algodão que produzem níveis muito baixos de gossipol nas sementes para melhorar os aspectos de segurança e nutrição do caroço de algodão, mas simultaneamente mantêm os níveis normais deste produto químico nas folhas, partes florais, casca e raízes para proteção contra insetos e patógenos.

Ele publicou anteriormente um relatório identificando ptxD como um gene marcador selecionável para produzir plantas de algodão transgênico. O gene ptxD derivado de Pseudomonas stutzeri WM88 codifica uma enzima que altera o fosfito em ortofosfato, uma forma metabolizável de fósforo, quando expressa em plantas transgênicas.

É importante ressaltar que o sistema ptxD / fosfito provou ser altamente eficaz na inibição do crescimento do amarante amarelado resistente ao glifosato, disse Rathore. A resistência às tecnologias atuais nesta erva daninha altamente nociva começou a aparecer nos campos cerca de 10-15 anos atrás.

“Os resultados apresentados em nosso artigo demonstram claramente que o sistema ptxD / fosfito pode servir como um meio altamente eficaz para suprimir ervas daninhas sob solos naturais, pobres em fósforo, incluindo aqueles resistentes ao herbicida glifosato, enquanto permite um melhor crescimento do algodão que expressa o ptxD  nas plantas devido à menor concorrência das ervas daninhas debilitadas “, disse Rathore.

Ao contrário das plantas invasoras que adquirem resistência a herbicidas, ele disse que é altamente improvável que as ervas daninhas ganhem a capacidade de usar fosfito como fonte de fósforo.

“Para que uma erva daninha adquira a capacidade de utilizar fosfito, um de seus genes desidrogenase terá que passar por uma série complexa de múltiplas mutações em sua seqüência de DNA – o que é improvável que aconteça por mutações aleatórias que ocorrem em todos os organismos”, disse Rathore. .

Outro ponto importante, disse ele, é que comparado ao fosfato, o fosfito tem maior solubilidade e menor tendência a se ligar aos componentes do solo. Assim, se for aplicado em formulação adequada para evitar a lixiviação, menores quantidades podem ser usadas sem sacrificar o rendimento das culturas.

“Mesmo que algum fosfito termine em riachos e rios e eventualmente em lagos e no mar, as espécies de algas não serão capazes de usá-lo como fonte de fósforo, evitando assim a proliferação de algas tóxicas que matam peixes e outras criaturas em corpos d’água”. disse Herrera-Estrella .

Estudos futuros se concentrarão no teste de transformantes ptxD em campos com baixo teor de fósforo, bem como na avaliação da utilidade do fosfito como um herbicida exagerado ”, disse Rathore. Além disso, o impacto a longo prazo do uso de fosfito como fonte de fósforo na microflora do solo em condições de campo precisa ser investigado.

Fonte: Adaptado de PhysOrg
Tradução: Equipe Mais Soja




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