África: Novo genoma do feijão revela potencial para aumentar a segurança alimentar e a resiliência em regiões propensas à seca
28 de abril de 2023 Uma equipe internacional de pesquisadores sequenciou completamente o genoma de um feijão resistente ao clima que pode reforçar a segurança alimentar em regiões propensas à seca.
O sequenciamento do feijão-jacinto ou 'feijão-lablab' [Lablab purpureus] abre caminho para um cultivo mais amplo da cultura, trazendo benefícios nutricionais e econômicos, bem como uma diversidade muito necessária ao sistema alimentar global.
A planta é nativa da África e é cultivada em todos os trópicos, produzindo feijões altamente nutritivos, que são usados para alimentação e ração animal. É extremamente resistente à seca e prospera em uma variedade de ambientes e condições, contribuindo para a segurança alimentar e econômica e melhorando a fertilidade do solo ao fixar nitrogênio. Lablab também é usado medicinalmente em algumas áreas e contém compostos bioativos com potencial farmacológico.
O sequenciamento do feijão-jacinto ou 'feijão-lablab' abre caminho para um cultivo mais amplo da cultura, trazendo benefícios nutricionais e econômicos, bem como a diversidade muito necessária ao sistema alimentar global.
A adaptabilidade da planta sugere alta diversidade genética, o que significa que é possível selecionar diferentes genótipos adaptativos para diferentes ambientes e desafios climáticos. No entanto, o potencial do lablab para melhoramento genético para aumentar sua produtividade e facilitar o cultivo mais amplo – especialmente em áreas propensas à seca – ainda não foi totalmente explorado.
“Quando se trata de avaliar uma colheita, as pessoas geralmente se concentram em seu valor de mercado global em dólares americanos”, disse Chris Jones, líder do programa de desenvolvimento de ração e forragem da Instituto Internacional de Pesquisa Pecuária (ILRI) com sede no Quénia e um dos principais autores de um novo estudo em Comunicações da Natureza que compartilha as descobertas do trabalho. “No entanto, para fazendeiros que lutam para produzir alimentos suficientes, o valor de uma cultura como lablab é incrivelmente alto. Embora possa ser cultivada em menor escala em comparação com as principais culturas, seu impacto na segurança alimentar pode ser significativo, e precisamos reconhecer isso.”
Traços genéticos importantes
Os pesquisadores identificaram a localização genômica de importantes características agronômicas – características relacionadas ao rendimento e ao tamanho da semente/planta. Eles documentaram a organização dos genes inibidores de tripsina, que inibem uma enzima-chave no processo de digestão em humanos. Isso fornece oportunidades para reprodução direcionada para reduzir essas propriedades antinutricionais.
Eles também rastrearam a história da domesticação do lablab, confirmando que isso ocorreu em paralelo, em dois lugares diferentes. Mark Chapman, outro autor principal do estudo e professor associado da Universidade de Southampton, disse: “Esta é uma descoberta empolgante, e abre a porta para estudar se características agronômicas podem evoluir mais de uma vez usando os mesmos genes, ou se diferentes caminhos podem evoluir para dar o mesmo resultado. Compiladas, essas informações oferecem um recurso valioso para o melhoramento genético.”
Diversificar o sistema alimentar global
O feijão-de-lablab faz parte de uma longa lista de "culturas órfãs": espécies indígenas que desempenham um papel importante na nutrição e nos meios de subsistência locais, mas que recebem pouca atenção de criadores e pesquisadores.
As três principais culturas que atualmente fornecem mais de 40 por cento da ingestão global de calorias – trigo, arroz e milho – recebem a maior parte dos esforços de melhoramento e melhoramento de culturas. Com tão pouca diversidade no cultivo de culturas, o sistema alimentar global é vulnerável a instabilidades ambientais e sociais. Culturas subutilizadas como lablab detêm a chave para sistemas alimentares diversificados e resilientes ao clima, e o melhoramento assistido por genoma é uma estratégia promissora para melhorar sua produtividade e adoção.
Oluwaseyi Shorinola, outro dos principais autores do estudo do Instituto Internacional de Pesquisa Pecuária e cientista visitante no Centro John Innes no Reino Unido, disse, “A primeira revolução verde foi alcançada com grandes culturas como trigo e arroz. Culturas órfãs como lablab podem abrir caminho para a próxima revolução verde.”
Pesquisa liderada por africanos
O processo de pesquisa em si foi inovador não apenas por sua inclusividade, mas também por sua liderança por cientistas africanos. “Embora muitas culturas indígenas africanas tenham sido sequenciadas nos últimos anos, na maior parte desse trabalho os cientistas africanos foram sub-representados, e quando nos envolvemos, ficamos em segundo plano”, disse Meki Shehabu, outro coautor do estudo e cientista do ILRI na Etiópia. “O que torna este projeto especial é que ele é liderado por cientistas africanos, em colaboração com cientistas de institutos internacionais.”
Para que isso acontecesse, o projeto teve que superar restrições contextuais, como a relativa falta de instalações de sequenciamento e infraestrutura de computação de alto desempenho do continente, bem como a capacidade de bioinformática necessária. Os pesquisadores abordaram esses desafios usando novas plataformas de sequenciamento portáteis de baixo custo, realizando capacitação aprofundada (incluindo um treinamento residencial de bioinformática de oito meses com base na África) e trabalhando cuidadosamente para facilitar a colaboração internacional equitativa.
Olhando para o futuro, a equipe prevê que o recurso inspirará o trabalho de melhoramento genético em lablab – e outras culturas indígenas subutilizadas – com o objetivo de aumentar a disponibilidade de alimentos e rações no continente africano e além.
Montagem do genoma em nível cromossômico e recurso genômico populacional para acelerar o melhoramento de culturas órfãs em laboratório está disponível online em Comunicações da Natureza.
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