A reprodução e o uso da biodiversidade em culturas propagadas vegetativamente é um desafio particular, com muitas cultivares de plantas cultivadas em todo o mundo 'melhoradas' apenas no sentido de serem selecionadas de variedades originais. As culturas geralmente têm bases genéticas estreitas. Uma combinação de esterilidade e, onde parentes férteis são encontrados, a dificuldade de restaurar as características básicas de domesticação em qualquer cruzamento significa que os programas de melhoramento tiveram apenas sucesso limitado. Esta semana, estou na reunião final de um programa de ferramentas moleculares para a melhoria da qualidade das culturas propagadas vegetativamente mais importantes do mundo: banana (e banana-da-terra, Musa espécie) e mandioca (mandioca ou tapioca, Manihot esculenta). Juntas, essas culturas fornecem uma grande proporção das calorias ingeridas na Ásia e na África, sendo a maioria cultivada por pequenos proprietários para consumo próprio ou como cultura local de rendimento em países de baixa renda e com deficiência alimentar, particularmente na África subsaariana e na Ásia. . No entanto, em comparação com outras culturas básicas, incluindo cereais, a compreensão da diversidade natural e estratégias para a criação de variedades melhoradas para segurança e qualidade alimentar tem sido extremamente limitada em banana e mandioca.
A reunião faz parte de um Projeto de Pesquisa Coordenada (CRP) patrocinado pela Agência Internacional de Energia Atômica, AIEA, em um Programa Conjunto com a Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação (FAO). É uma de suas séries contínuas de importantes CRPs que visam construir e compartilhar capacidade na aplicação de resultados científicos e abordagens tecnológicas para genética e melhoramento de plantas. Listar as origens dos participantes do projeto, incluindo Indonésia, Filipinas, México, China, Cuba, Bangladesh, Índia, Gana, Quênia e Nigéria, bem como nosso anfitrião, Brasil e Europa, mostra o alcance global do programa e o amplo interesse no desenvolvimento e uso de novas abordagens para o melhoramento da banana e da mandioca. Asha Nair e Chikelu Mba relataram o encontro anterior na Índia em Current Science (2007)Brad Till assumiu recentemente o cargo de coordenador de projetos da AIEA, substituindo Chike (que passou a trabalhar na FAO), e Nicolas Roux representa a Bioversity International.
É sempre interessante comparar os objetivos do programa com o seu resultado: participei da reunião, organizada por Mirek Maluszynski, em 2004 onde foram definidos os objetivos do programa com Perry Gustafson (Missouri) e Martin Fregene (CIAT, Colômbia). Nos últimos seis anos, a compreensão da base genética dos caracteres associados às características pós-colheita foi reconhecida como muito mais importante: escrevi um blog sobre desperdício de alimentos no AoBBlog no início do ano. Não previmos quanto os novos métodos mais baratos de sequenciamento de DNA impactariam o trabalho relatado por quase todos os participantes. Certamente, os objetivos de medir a diversidade, encontrar características de valor para agricultores e consumidores e desenvolver estratégias de cultura molecular e de tecidos, incluindo o uso de mutações, foram alcançados através do trabalho dos participantes. Aqui em Brasília, vimos uma gama de resultados valiosos sobre a medição da diversidade genética usando uma gama de ferramentas moleculares que agora são aplicáveis a culturas 'órfãs' com uma base de pesquisa restrita, e todos os palestrantes mantiveram a aplicação de seus trabalhos para a liberação de culturas geneticamente melhoradas para os agricultores em mente - com abordagens de cultura de tecidos para propagação e distribuição de materiais melhorados apresentando fortemente. Tanto na banana quanto na mandioca, o público foi presenteado com alguns resultados notáveis da indução de mutação usando raios gama e EMS. Já existem mais de 3000 variedades de culturas (Banco de dados de variedades mutantes da IAEA) foi liberado de mutações induzidas. Usando doses de radiação de 30 a 50 Gy e desenvolvendo novos protocolos de cultura de tecidos para propagação dentro deste projeto, Emma Sales previu várias linhagens baseadas em variedades de banana filipinas com alteração na parede celular e enzimas amaciadoras da polpa (poligalacturonidases e proteases) que aumentaram a vida útil de bananas maduras por vários dias. Enny Sudarmonowati (Indonésia), Luiz Carvalho (Brasil) e Andrew James (México) mostraram resultados extensivos sobre a diversidade de amidos em mandioca e banana, onde a mudança da natureza dos amidos tem grandes impactos nos usos finais (pelo menos para biocombustíveis e etanol produção) e valor da colheita. Zaochang Liu (China) mostrou seus resultados com melhorias impressionantes no rendimento de mutantes de radiação, embora a estabilidade a longo prazo ainda não esteja clara. Vários artigos (incluindo Peter Njau, Quênia e John Beeching, Reino Unido) discutiram o problema da produção de cianeto nas folhas de mandioca que é transportada para as raízes, tornando-as impróprias para consumo – embora John tenha notado que esse caráter pode ter sido selecionado inadvertidamente porque o cianeto é uma fonte de nitrogênio para a raiz e pode melhorar a qualidade de armazenamento, além de ser intragável para roedores e outras pragas. Artigos de Andrew James (Brasil), Robert Miller (México), bem como meu próprio relatório de trabalho com Mohamad Azhar (agora na Nuclear Malaysia) discutiram o progresso na compreensão de alguns dos genes resistentes a doenças disponíveis nas plantações - trabalho que sustentará o lançamento de novas variedades nos próximos anos. Em bananas, Mamun (Bangladesh) discutiu alguns dos protocolos de cultura de tecidos e desempenho de plantas de campo, enquanto nosso colaborador Asha Nair (Índia) mostrou dados sobre cultura de anteras e produção haploide em banana, com extensos dados moleculares sobre perda de variação de alelos nas culturas. Minha própria palestra se concentrou na banana, cobrindo o trabalho sobre o desenvolvimento de marcadores em banana (ver, por exemplo, Domesticação da banana, 2007; e a fascinante proposta sobre a origem da banana de um grupo que inclui um dos participantes, Jaroslav Dolezel, ver AoBBlog para uma discussão (incluindo links para mandioca) e mais em As origens da banana comestível híbrida e mais de Alun Salt), e passando a discutir a base molecular das diferenças evolutivas dentro e entre cultivares e espécies.
Vários participantes discutiram a relevância do trabalho do nosso grupo para os Objetivos de Desenvolvimento do Milênio. Estamos todos comprometidos com a necessidade de pesquisa avançada de cultivos e criação para sustentar a redução da pobreza, e mais tarde discutirei o novo paradigma de criação de 'superdomesticação' (veja meu artigo com Duncan Vaughan e outros, 2007), onde a parceria de usuários finais (agricultores e consumidores) e criadores considera os requisitos ideais para uma nova variedade, que é então entregue explorando o conhecimento da diversidade genética e tecnologias de melhoramento.
Como as apresentações estão chegando ao fim, agora pensamos na publicação coordenada de nossos resultados e nos planos futuros para pesquisas e colaborações individuais. Os resultados de reuniões como esta têm sido frequentemente publicados nos Relatórios Técnicos da IAEA, um formato muito especializado e que não utiliza 21st abordagens do século para tornar a pesquisa de alta qualidade totalmente disponível e citável, vinculada por meio de publicação na web de alta qualidade (neste caso, através da Oxford University Press e da Highwire Press). Portanto, nossa intenção é que os trabalhos discutidos durante o encontro que atendam a rigorosos padrões de revisão por pares sejam publicados como um grupo de artigos na revista de acesso aberto Plantas AoB, graças à generosidade do Annals of Botany empresa no patrocínio dos custos da publicação de acesso aberto e Mike Jackson como editor do Journal. Isto tornará todos os artigos totalmente disponíveis através do Pubmed Central e de todas as outras bases de dados de citações e plataformas de pesquisa, e o acesso aberto significa que a AIEA pode divulgar os artigos como uma coleção. O trabalho é geralmente de natureza especializada, mas terá um impacto potencialmente amplo e será útil tanto para abordagens específicas como gerais do melhoramento molecular de culturas vegetativas, por isso estou muito satisfeito por haver a perspectiva de publicação neste novo formato.
Do ponto de vista botânico, é sempre emocionante estar no Brasil, tanto por ser talvez o maior 'hotspot' de biodiversidade do mundo, quanto por ser o produtor de menor custo do mundo para muitos produtos agrícolas. Esta é minha primeira visita a Brasília, uma cidade construída no cerrado como uma nova capital a partir dos anos 1960. Vimos muito espaço verde na cidade (através de uma garoa muito britânica na maioria das vezes até agora, embora 5C mais quente que o melhor do nosso verão), mas não há muita evidência de flora nativa até agora crescendo no solos lateríticos tropicais vermelhos brilhantes. A 'planta sensível' Mimosa pudica está florescendo abundantemente em algumas áreas gramadas, a primeira vez que vi esta planta na natureza, e a diversidade de árvores leguminosas com flores que variam do branco ao azul, vermelho e amarelo é impressionante. No final da semana, temos um dia no campo, então mais seguiremos aqui.
