No laboratório de Genómica de Plantas em Stress, no ITQB NOVA, em Oeiras, a Professora Margarida Oliveira e a sua equipa estudam estratégias de adaptação que permitem a algumas plantas sobreviver a stresses ambientais como o sal, a seca e a temperatura. O arroz é o foco principal, mas tem muito trabalho feito noutras plantas como a amendoeira e o sobreiro. E é graças ao trabalho de Doutoramento da sua primeira estudante (Célia Miguel) que o primeiro Protocolo de Transformação Genética da Amendoeira é português.
Na investigação que desenvolve, qual é a componente mais virada para a biotecnologia?
O meu trabalho [no laboratório GPlantS – Genómica de Plantas em Stress] é muito virado para a investigação fundamental, porque os projetos inovadores para desenvolvimento de conhecimento obtêm mais facilmente financiamento da FCT (Fundação para a Ciência e a Tecnologia) do que os projetos para aplicação.
Mas já desenvolveu trabalho em arroz que foi aplicado no campo…
Sim, o nosso trabalho em arroz começou por ser investigação aplicada, em finais de 1999, para atender ao problema da anemia em Moçambique, em especial na população feminina. No âmbito de uma parceria tripartida entre Portugal, Moçambique e Filipinas, onde se localiza o IRRI – Instituto Internacional de Investigação do Arroz, tentámos melhorar os teores de ferro no endosperma do grão, expressando a proteína ferritina através de técnicas de engenharia genética. Este trabalho foi desenvolvido por outra estudante de Doutoramento (a Marta Vasconcelos) e publicado na Plant Science, merecendo-lhe um prémio internacional do CGIAR que a Marta foi receber ao México. Continuámos a investigação em arroz, mas desta vez focando-nos em problemas de interesse para Portugal. De facto, analisando a situação do arroz no nosso País a interrupção do Programa Nacional de Melhoramento de Arroz (nos anos 70, 80) levou a que a produção do sector só se tenha conseguido manter pela atividade de empresas importadoras de semente (sobretudo de Itália).
Porque escolheu o arroz como foco principal de investigação?
Na verdade foi por influência de um amigo da India (Swapan Datta), na altura a trabalhar no IRRI, mas que já tinha estado vários anos a trabalhar no melhoramento de arroz no laboratório de Ingo Potrykus, o líder do projeto de desenvolvimento do “Golden Rice” [arroz dourado, enriquecido em pró-vitamina A]. Foi ele que me alertou para a parceria que havia entre Portugal, Moçambique e o IRRI para o Melhoramento do Arroz em Moçambique. Este trabalho em arroz alertou-me para o valor desta planta como modelo de estudo, não só por ter o genoma mais pequeno entre os principais cereais, mas também por ser a cultura que alimenta mais pessoas no mundo inteiro.
Percebo a importância de Moçambique ter variedades de arroz ricas em ferro. No caso de Portugal, para quê desenvolver arroz geneticamente modificado?
Há 20 anos atrás, a motivação para trabalhar em arroz para Portugal foi tentar contribuir para retomar e inovar o programa de melhoramento, olhando para variedades nacionais que os agricultores portugueses não comercializavam, mas que produziam para consumo próprio. Estas eram bem mais saborosas que as variedades italianas, embora com características agronómicas menos desejáveis (palha alta, baixa produtividade e maior sensibilidade às doenças).
Começámos com as variedades portuguesas Estrela A e Allorio, consideradas as mais saborosas pelos agricultores. Utilizando marcadores moleculares e variedades dadoras que obtivemos do IRRI, fizemos melhoramento dirigido para aumentar a produtividade e a resistência à piriculariose, uma das doenças mais danosas para a cultura do arroz (causada pelo fungo Magnaporthe oryzae). Com a colaboração do colega Arlindo Lima (do ISA), conseguimos focar o trabalho nas estirpes mais virulentas deste fungo existentes em Portugal. As plantas melhoradas que obtivemos (por cruzamentos direccionados e seleção assistida por marcadores moleculares) foram testadas no Centro de Orizicultura [atual COTArroz] e no Mondego (Direção Regional de Agricultura, com o Eng. Serafim Andrade). Em paralelo começámos a olhar para outras situações problemáticas para o arroz, nomeadamente os stresses ambientais.
Quais?
Por exemplo, a salinidade, não só em regiões costeiras (oeste e sul) e margens de rios, mas também em alguns solos agrícolas. Embora, por exemplo, no Mondego a salinidade esteja bastante controlada pela irrigação, as alterações climáticas tendem a agravar o problema. No Sado, os maiores problemas de salinidade relacionam-se diretamente com a falta de água, com o facto de a seca a limitar muito a capacidade de diluição do sal. Em alguns solos no Tejo e no Sorraia também existem muitos problemas de salinidade, sobretudo pela qualidade dos solos e práticas agrícolas. As alterações climáticas – o aumento da temperatura e a redução da disponibilidade de água – certamente irão agravar o problema da salinidade.
Que outros stresses ambientais afetam a produção de arroz em Portugal?
A temperatura, sobretudo o frio nas zonas mais a norte de produção. Embora não seja tão grave quanto a salinidade, o frio impede a cultura do arroz a norte do Mondego. Contudo, pelo interesse do arroz a nível mundial, temos vindo a estudar mecanismos de adaptação a vários stresses (défice hídrico, salinidade, temperatura sub-óptima, submersão) a fim de identificar estratégias e desenvolver ferramentas, que possam melhorar a produtividade em situações de stress ambiental, por exemplo recorrendo a técnicas de melhoramento dirigido (via seleção assistida por marcadores moleculares, engenharia genética ou edição de genomas).
Como é que a biotecnologia, neste caso a engenharia genética e a edição de genomas, pode ajudar a resolver esses problemas?
A engenharia genética é sem dúvida uma ferramenta poderosa para o melhorador, mas, na Europa, ainda é pouco compreendida e mal-aceite no mercado, o que limita o seu uso para conseguir introduzir melhorias. A edição do genoma ainda está em discussão, embora, na minha opinião, não faça sentido discutir uma técnica em vez de discutir o resultado final. Posso dizer-lhe que dos nossos estudos de resposta a stress ambiental, neste momento, já temos plantas com genes modificados por edição de genoma, em que não há qualquer alteração adicional além da mutação específica desejada (que poderia ter ocorrido espontaneamente ou por uma qualquer via). Isto significa que é impossível identificar nestas plantas qual a metodologia utilizada no melhoramento.
Como assim?
A modificação genética final também podia ter ocorrido espontaneamente ou sido conseguida por mutagénese química ou por radiação (metodologias não sujeitas a legislação). Ou seja, certos métodos de edição genética não têm qualquer cicatriz que permita identificar o método de obtenção. Na minha opinião, querer legislar um produto final de origem vegetal com base na estratégia usada para o obter, não só não é inteligente, como é uma gestão danosa de recursos públicos que poderiam ser muito melhor utilizados para avaliar a qualidade do produto final.
Claro que não aplico esta filosofia a tudo. Quando o método de obtenção de um produto não respeita os direitos dos seres humanos ou dos animais, ou não acautela a sustentabilidade da natureza ou ambiental, a metodologia tem necessariamente de ser considerada.
E com a utilização da edição genética na planta do arroz o que pretende alcançar?
Um dos nossos interesses é tentar perceber quais são as funções de diferentes alelos [variações específicas do gene, que determinam como é que uma determinada característica irá expressar-se] no comportamento da planta, sobretudo em resposta a stress ambiental. Havendo uma planta que apresenta uma característica melhor, em se identificando um alelo responsável por essa melhoria (eventualmente afetando um gene regulador de uma via metabólica), podemos usar uma variedade já aceite no mercado e, através da edição de genomas, introduzir adicionalmente apenas a pequena alteração que a pode dotar da vantagem acrescida (obviamente a comprovar por ensaios laboratoriais e de campo). Para estes estudos, o facto de haver já três mil variedades de arroz com o genoma sequenciado é uma vantagem adicional muito útil na nossa investigação. Temos atualmente várias linhas de estudo para caracterizar genes reguladores de vários comportamentos da planta e procuramos identificar pequenas mudanças nesses genes que causem efeitos benéficos (em termos de crescimento, produtividade, qualidade…).
A que resultados chegou nestes 20 anos de trabalho com arroz geneticamente modificado?
Na investigação fundamental, ou seja, no que respeita à produção de conhecimento, obtivemos muitos resultados. Por exemplo, e só para elencar alguns: desenvolvemos plantas de arroz resistentes à piriculariose, com palha mais baixa e maior capacidade de produção (as que resultaram do nosso trabalho inicial em arroz e que depois foram transferidas para o Programa Nacional de Melhoramento, para recuperar as qualidades organolépticas perdidas); identificámos vários mecanismos de resposta à salinidade e compreendemos agora melhor a razão de algumas variedades serem capazes de lidar melhor com o sal do que outras; e, por fim, desenvolvemos a ferramenta de edição de genoma que já está a funcionar muito bem em arroz. Chamo no entanto a atenção para o facto de que a modificação genética em causa só ocasionalmente se enquadra na categoria de “engenharia genética”. As plantas que cedemos ao programa foram obtidas por melhoramento convencional assistido por marcadores moleculares.
MARGARIDA OLIVEIRA tem Doutoramento e Agregação em Biologia pela Universidade de Lisboa e é Professora Associada com Agregação na Universidade Nova de Lisboa, Instituto de Tecnologia Química e Biológica António Xavier (ITQB NOVA). Lidera o grupo de investigação de Genómica Funcional de Plantas da unidade GPlantS – Genómica de Plantas em Stress, no ITQB NOVA, em Oeiras. Estuda o efeito de fatores ambientais na regulação da expressão génica e no desenvolvimento das plantas, combinando diferentes abordagens do nível morfo-fisiológico ao genómico.
*Leia o artigo na íntegra na edição de junho da VIDA RURAL. Faça donwload aqui.
O artigo foi publicado originalmente em Vida Rural.