Cientistas sequenciam o genoma do eucalipto

Cientistas sequenciam o genoma do eucalipto

Composição genética da árvore mais plantada no mundo e responsável por 2% do PIB brasileiro foi desvendada por um grupo internacional de pesquisadores, com forte participação brasileira

Herton Escobar

12 Junho 2014 | 09h29

A árvore australiana que carrega o DNA da indústria de papel e celulose no Brasil agora tem seu genoma sequenciado, analisado e impresso nas páginas da revista britânica Nature. Mais de 80 pesquisadores, em nove países, contribuíram para soletrar e investigar as 640 milhões de letras químicas que compõem os 11 cromossomos do eucalipto, a árvore mais plantada no mundo, usada para produção de madeira, óleos, fibras e energia.

O genoma da planta, assim como no caso do genoma humano, é apresentado como uma ferramenta básica de pesquisa, essencial para o entendimento de sua fisiologia e da maneira como ela interage com o ambiente. Algo como um manual de instruções genético, que os cientistas podem consultar para entender como aquele organismo funciona e como ele pode ser melhorado, por exemplo, para produzir mais celulose, resistir melhor a doenças ou se adaptar a condições climáticas mais adversas.

FOTO: Pesquisador escala a árvore BRASUZ1 em 2007 para coletar as folhas das quais foi extraído o DNA para sequenciamento. CRÉDITO:Dario Grattapaglia-Embrapa Cenargen

Uma boa parte do DNA do projeto é brasileiro. Não só por conta dos pesquisadores que o realizaram, mas também da árvore que foi usada como doadora do material genético que foi sequenciado: um eucalipto de uma fazenda da empresa Suzano em Itapetininga, no interior paulista, batizado pelos cientistas de BRASUZ1. As amostras foram colhidas em 2007, quando a árvore tinha 17 anos, e enviadas para o Joint Genome Institute (JGI), na Califórnia, onde o sequenciamento foi realizado.

Sete anos depois, o resultado é um genoma “extremamente completo e muito bem montado”, nas palavras do pesquisador Dario Grattapaglia, da Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, em Brasília, que é um dos autores principais da pesquisa. O projeto foi conduzido pelo Eucalyptus Genome Network (Eucagen), com sede na Universidade de Pretória, na África do Sul, e o primeiro rascunho do genoma foi publicado online em 2011, com seus dados depositados no GenBank, um repositório aberto de informações genômicas mantido pelos Institutos Nacionais de Saúde (NIH) dos Estados Unidos.

“Aquela era só a sequência bruta, sem nenhuma história agregada”, justifica Grattapaglia. O trabalho publicado agora na Nature, por sua vez, traz uma análise detalhada do genoma; revelando, por exemplo, que o eucalipto tem o maior número de genes duplicados de todas as plantas já sequenciadas. Uma característica que, segundo Grattapaglia, pode estar ligada à surpreendente “plasticidade” que a espécie tem para se adaptar a diferentes condições ambientais e produzir uma grande variedade de moléculas conhecidas como metabólicos secundários, relacionadas à produção de óleos e proteção contra ataques de insetos, fungos e bactérias.

Pesquisadores de outras cinco instituições brasileiras assinam o trabalho na Nature: Universidade Católica de Brasília, Universidade de Brasília, Universidade Federal de Viçosa, Universidade Federal do Rio de Janeiro e Universidade Federal do Rio Grande do Sul.

DIFERENCIAL
Eucalipto, na verdade, é um nome genérico, que se aplica a mais de 700 espécies do gênero Eucalyptus – todas nativas da Austrália. A que foi sequenciada, e que é a mais plantada no Brasil, é a Eucalyptus grandis.

A grande vantagem competitiva do eucalipto – tanto do ponto ecológico quanto econômico – é sua combinação de crescimento rápido, resistência e adaptabilidade; características que fazem dele a “árvore perfeita” para produção de biomassa e óleos vegetais em grande escala.

Só que não tão perfeita assim. Cientistas e engenheiros florestais já vem selecionando e remodelando o genoma do eucalipto no Brasil há quatro décadas; e nesse período a produtividade média das plantações aumentou de 15 para 40 metros cúbicos/hectare/ano – muito acima da média de qualquer outro país. Mas ainda há muito o que melhorar.

O fato de o eucalipto crescer muito rápido significa ele consome muita água, e isso começa a se tornar um fator limitante; especialmente à medida que as plantações são deslocadas para terras de pior qualidade, mais secas e menos férteis, por conta da competição por espaço com culturas de retorno econômico mais rápido, como a cana-de-açúcar.

“O grande desafio é manter a produção volumétrica de madeira com uma disponibilidade menor de água. Precisamos de árvores mais eficientes, e não necessariamente mais produtivas”, diz Grattapaglia. “Há uma necessidade perene de desenvolver coisas novas”, completa o cientista.

E é aí que entra o genoma. Por mais que os cientistas já conheçam várias partes e funcionalidades da genética do eucalipto, ter o genoma completo, publicado e anotado, é essencial para o avanço das pesquisas. “As implicações para o melhoramento genético do eucalipto são enormes”, diz o pesquisador Carlos Labate, da Esalq-USP, que não participou do projeto de sequenciamento, mas é um dos cientistas de referência no setor. “Há todo um universo de técnicas que dependem muito de um genoma de referência.”

Um dos benefícios é a possibilidade de acelerar o processo de melhoramento, usando o genoma como base para o desenvolvimento de modelos genéticos preditivos, que permitam prever a “performance” de uma planta ainda no estágio de muda – sem a necessidade de esperar ela crescer.

FOTO: Plantação de eucalipto da Veracel no Brasil. CRÉDITO: Veracel

TRANSGÊNICO
A empresa FuturaGene, subsidiária da Suzano Papel e Celulose, apresentou em janeiro à Comissão Técnica Nacional de Biossegurança (CTNBio) o pedido de liberação comercial de uma variedade de eucalipto transgênico, geneticamente modificado para produzir mais madeira, que seria o primeiro desse tipo no Brasil. Na última reunião da comissão, foi entregue um dossiê com os resultados de oito anos de pesquisa de campo com a variedade, e um pedido de realização de uma audiência pública para debater o assunto.

VALOR ECONÔMICO
Além do Eucalyptus grandis, outras três espécies de eucalipto são plantadas no Brasil. Juntas, elas ocupam 5 milhões de hectares e contribuem com 2% do produto interno bruto (PIB) nacional, movimentando cerca de US$ 6 bilhões por ano, segundo dados fornecidos pela Embrapa.