Você já ouviu falar em bancos de germoplasma? São coleções valiosíssimas de amostras de culturas agrícolas do mundo todo. Alguns bancos de germoplasma se concentram em uma cultura específica, como bananas em cultura de tecidos, enquanto outros podem se especializar em sementes ou em um método específico de armazenamento das amostras, seja no campo ou em laboratório. in vitro.

Essas organizações dedicam-se à conservação a longo prazo da diversidade de culturas para as gerações futuras, garantindo também o acesso à geração atual.Em outras palavras, elas não se limitam a armazenar material vegetal para fins de segurança, mas possibilitam que pesquisadores, melhoristas e conservacionistas encontrem, solicitem e utilizem esse material. Essas coleções contêm muitas respostas e também perguntas sobre conservação da biodiversidade agrícola, melhoramento de plantas, segurança alimentar global e muito mais. 

Existem quase 900 bancos de genes em todo o mundo que abrigam aproximadamente 5.9 milhões de coleções individuais (ou acessos)., com mais de 2 milhões de exemplares conservados apenas na Europa.

Desde parcelas de campo e material de herbário até culturas de laboratório e sementes armazenadas, os bancos de germoplasma dependem tanto de coleções físicas quanto de dados cuidadosamente gerenciados. Fonte: Instituto IPK Leibniz

Esses tesouros genéticos são recursos incríveis que exigem trabalho e recursos constantes para serem montados, mantidos e utilizados. Além das amostras físicas de plantas, os bancos de germoplasma também precisam compilar, limpar e gerenciar os dados associados a cada acesso para que possamos analisar adequadamente essas coleções. Isso agora inclui dados “multiômicos” cada vez mais abrangentes: informações de genômica, fenômica, metabolômica e outras abordagens que ajudam a descrever os genes, características e composição bioquímica de uma planta. Vincular esses dados aos acessos do banco de germoplasma pode aumentar muito seu valor para pesquisa e melhoramento de plantas, mas também cria novos desafios para o gerenciamento de dados, padronização e uso a longo prazo.

Se você já comprou uma planta em um centro de jardinagem, talvez tenha notado uma etiqueta, um código de barras ou um código de passaporte vegetal junto com ela. Essas informações ajudam a identificar qual é a planta e de onde ela veio. Em bancos de germoplasma, os "dados de passaporte" desempenham um papel semelhante, mas em uma escala muito maior: cada acesso precisa de um registro confiável de sua identidade, origem, histórico de coleta e disponibilidade antes que possa ser encontrado, compartilhado e utilizado.

Para nossa edição especial sobre Botânica Digital, a Botany One entrevistou Dr. Stephan Weise, Quem coordena o Catálogo Europeu de Pesquisa de Recursos Genéticos Vegetais (EURISCO), um sistema de informação que fornece dados sobre milhões de culturas agrícolas provenientes de mais de 400 institutos em toda a Europa.

Poderia apresentar brevemente sua formação e sua função atual na gestão de dados de bancos de germoplasma e na coordenação do EURISCO?

Sou o chefe do grupo de pesquisa de Documentação de Bancos de Germoplasma no Instituto Leibniz de Genética Vegetal e Pesquisa de Plantas Cultivadas (IPK). Nosso instituto administra o Banco de Germoplasma Federal Alemão. Ex situ Banco de Germoplasma para Culturas Agrícolas e Hortícolas. Minha formação acadêmica é em tecnologia da informação. Estudei Tecnologia da Informação Empresarial e concluí meu doutorado em bioinformática integrativa. Um foco central da minha tese foi a integração e a qualidade dos dados das ciências da vida. Esses são temas que, desde então, têm se tornado cada vez mais importantes no meu trabalho diário. 

Em 2014, tive a oportunidade única de coordenar o Catálogo Europeu de Pesquisa de Recursos Fitogenéticos (EURISCO) em nome do Programa Cooperativo Europeu para Recursos Fitogenéticos (ECPGRO EURISCO é um sistema agregador de informações que fornece um ponto de entrada central para informações sobre acessos de Recursos Genéticos Vegetais (RGV) mantidos em mais de 450 institutos europeus, bem como em vários países vizinhos. 

Isso envolve a coleta de dados do passaporte e, em certa medida, observações fenotípicas [características observáveis, como altura da planta, cor da semente ou resistência a doenças] de mais de dois milhões ex situ acessos e no local Populações de parentes silvestres de culturas (CWR, na sigla em inglês) de 43 países são atualizadas regularmente em colaboração com colegas altamente dedicados em cada país. O tamanho das respectivas coleções varia de algumas centenas a mais de cem mil amostras. No geral, o EURISCO oferece uma visão geral importante do material vegetal disponível para fins de pesquisa e melhoramento genético.

Material de referência de sementes armazenado em gavetas no banco de germoplasma do IPK. As amostras físicas são organizadas juntamente com a documentação associada para apoiar a pesquisa e a gestão da coleção.  Fonte: Instituto IPK Leibniz

Na sua perspectiva, quais são atualmente os principais obstáculos ao longo do processo, desde a coleta de germoplasma em campo e a rotulagem inicial até o registro, o passaporte e a curadoria de dados de caracterização, a documentação de licenças, a criação do primeiro registro digital e, finalmente, a inclusão dos dados no EURISCO?

Quanto mais dados disponíveis e de melhor qualidade, melhores serão os recursos genéticos vegetais descritos por eles, que poderão ser utilizados para pesquisa e melhoramento. No entanto, considerando os recursos humanos e de tempo já limitados em muitas instituições, o trabalho com dados, compreensivelmente, acaba ficando em segundo plano. Da perspectiva de um gestor de dados, isso significa que tanto os dados de passaporte genético quanto os dados fenotípicos muitas vezes não estão disponíveis na extensão desejada. Em particular, a compilação e a curadoria de dados fenotípicos costumam ser muito trabalhosas. Isso, naturalmente, também impacta os dados disponíveis no EURISCO.

A diversidade de culturas agrícolas no mundo é vasta; os dados necessários para descrevê-la, compará-la e utilizá-la são igualmente complexos. Fonte: canva

É aqui que os dados de bancos de germoplasma se tornam, ao mesmo tempo, poderosos e complexos. Um único registro pode nos dizer o que é uma acessão de cultura, de onde ela veio e como se comporta. Mas, para comparar registros entre centenas de instituições, os dados precisam ser completos, precisos, atualizados e registrados de forma que outros sistemas possam interpretá-los. Quais são os principais desafios e ambições futuras na integração de conjuntos de dados tão diversos e variados em um banco de dados central como o EURISCO? O que pode ser aprimorado para garantir que os dados em nível de acessão sejam amplamente disponíveis e de alta qualidade, mantendo-se padronizados e interoperáveis?

Os desafios incluem, por exemplo, preencher lacunas de dados sobre coleções que ainda não foram documentadas no EURISCO, bem como melhorar a qualidade dos dados fornecidos. A qualidade dos dados abrange aspectos como completude, precisão e atualidade. Meu grupo está trabalhando atualmente na definição de uma estrutura de métricas que nos permitirá identificar problemas de qualidade de forma mais rápida e abrangente do que antes e, assim, melhorar gradualmente a qualidade dos dados de maneira direcionada.

Outro desafio crucial é a comparabilidade dos dados. No campo dos dados de passaporte genético, existem padrões de dados estabelecidos e amplamente aceitos. Para dados fenotípicos, no entanto, embora existam formatos de intercâmbio, não há padrões amplamente adotados que regulem a coleta desses dados, incluindo metadados. Apesar de haver uma grande variedade de propostas e recomendações específicas para cada cultura, na prática, estas muitas vezes são adaptadas para atender às necessidades específicas de cada banco de germoplasma. Isso limita a comparabilidade dos dados e, além disso, dificulta muito a apresentação dos dados aos usuários do sistema em um formato claro e atraente. No futuro, maiores esforços devem ser feitos para conscientizar os pesquisadores e os fornecedores de dados e persuadi-los a aderir mais rigorosamente às recomendações existentes. Ao mesmo tempo, novos métodos para relacionar os dados existentes precisam ser considerados, apesar de todas as dificuldades envolvidas. Isso também ajudaria a garantir que os dados de Recursos Genéticos Vegetais (RGV) estejam mais em conformidade com os princípios FAIR (Localizáveis, Acessíveis, Interoperáveis ​​e Reutilizáveis).

Acessos de milho em EURISCO Este gráfico demonstra como a diversidade de culturas pode ser explorada por meio de dados e resumos visuais. Gráficos como esses ajudam os usuários a entender como os acessos são armazenados e classificados, enquanto a própria cultura nos lembra por que dados claros e comparáveis ​​de bancos de germoplasma são importantes para pesquisa e melhoramento genético. Fonte: EURISCO/canva

O futuro dos bancos de germoplasma não se resume apenas ao armazenamento de sementes ou material vegetal. Cada vez mais, trata-se de conectar esses recursos físicos a camadas digitais de informação: dados genéticos, dados de características, imagens, observações, proveniência, disponibilidade e ferramentas de análise. um artigo recente de sua autoria Ao abordar a história e a missão do Banco de Genes Ex Situ Federal Alemão, você descreve sua transição para se tornar um "centro de recursos biodigitais". Poderia detalhar esse conceito e o que ele implica em termos práticos e estratégicos?

Há alguns anos, o IPK decidiu transformar gradualmente seu banco de genes em um centro de recursos biodigitais. Em termos concretos, isso significa transformar o banco de genes em uma infraestrutura científica e técnica integrada, na qual o material biológico (sementes, tecidos, amostras de DNA, etc.) esteja intimamente interligado a uma arquitetura de dados digitais abrangente. Meu grupo de pesquisa está desempenhando um papel importante nesse processo. 

Isso envolve elevar os dados existentes a um nível superior, por meio de sua curadoria abrangente e enriquecimento com informações adicionais. Além disso, dados de outros domínios, como dados de genotipagem, estão sendo cada vez mais utilizados e vinculados aos dados tradicionais de bancos de germoplasma. Ferramentas para visualização e análise desses dados integrados também estão sendo desenvolvidas. Tudo isso está sendo feito para descrever os recursos genéticos vegetais de forma cada vez mais eficaz, otimizando seu uso para fins de pesquisa e melhoramento genético.

Os bancos de germoplasma deixaram de ser apenas locais de armazenamento de sementes. Esta visão geral do Banco de Germoplasma Ex Situ Federal Alemão mostra como as coleções físicas — de sementes e plantas de campo a criopreservação, espécimes-testemunho e amostras de DNA — estão cada vez mais conectadas a sistemas digitais, curadoria de dados e plataformas como a EURISCO. Figura de caminho et ai. 2025

Existem planos para fortalecer as conexões entre os dados de bancos de germoplasma e as informações geradas por outros tipos de coleções de plantas, como estufas in situ, coleções de campo, herbários e bancos de sementes para conservação e restauração? O que seria necessário, técnica e institucionalmente, para tornar essa integração viável?

No âmbito do ECPGR, por exemplo, iniciou-se há alguns anos o trabalho de expansão do sistema agregador EURISCO, de modo a que, além de material de ex situ coleções, agora também pode documentar material preservado como no local populações de CWR [parentes silvestres de culturas]. Isso também pode ser estendido a outros tipos de conservação. Do ponto de vista da TI, isso é viável com um esforço razoável. O mesmo se aplica à vinculação de informações dos vários campos. Um grande desafio aqui, no entanto, reside no uso consistente de identificadores únicos [rótulos digitais estáveis ​​que permitem que registros de diferentes sistemas se refiram ao mesmo número de acesso], sem os quais a integração e a vinculação não são possíveis. Existem soluções técnicas para isso, como DOI para recursos genéticos vegetais; infelizmente, porém, estes muitas vezes ainda não são utilizados mundialmente na medida desejável. Além disso, as principais redes de conservação são naturalmente chamadas a atuar nesse contexto; elas devem estar preparadas para coletar e fornecer os dados necessários.

Registros atuais de acesso ao EURISCO por país de origem dos dados. O gráfico mostra tanto a abrangência dos países que contribuem com dados quanto a escala desigual das diferentes coleções, desde acervos muito grandes até conjuntos de dados menores, mas ainda importantes. É exatamente por isso que o trabalho de integração é fundamental: o EURISCO reúne registros dispersos de bancos de germoplasma em um sistema único e pesquisável. Fonte: Stephan Weise/EURISCO

Obrigada, Weise, pela ótima discussão e por compartilhar suas ideias sobre o futuro dos bancos de germoplasma e seus dados! Conservar e compartilhar essas coleções de culturas, juntamente com a mais ampla gama possível de dados de alta qualidade para cada acesso, é fundamental para fornecer diversidade a pesquisadores, agricultores e melhoristas e, em última instância, aos consumidores, para construir um sistema agrícola mais sustentável e produtivo. O EURISCO e seus esforços para integrar dados de bancos de germoplasma, populações de plantas silvestres e caracterizações fenotípicas são, sem dúvida, um grande passo nessa direção. 

Os bancos de germoplasma são frequentemente descritos como verdadeiros tesouros da diversidade de culturas, mas esta entrevista mostra que esse tesouro só é útil se as pessoas conseguirem encontrá-lo, compreendê-lo e conectá-lo a outras informações. Será que esta pequena planta, escondida num canto, poderia ajudar a desenvolver uma cultura mais resistente? Ela possui características úteis para resistência à seca, a doenças ou à nutrição? Já está bem documentada ou ainda aguarda os dados certos para se tornar utilizável?

É por isso que bases de dados como a EURISCO são importantes. Elas ajudam a transformar milhões de acessos de culturas conservadas em algo que pesquisadores, melhoristas e conservacionistas podem de fato pesquisar, comparar e usar. Elas também revelam por que a botânica digital é um trabalho árduo: o desafio não é apenas armazenar material vegetal, mas descrevê-lo com clareza suficiente para que alguém, em algum lugar, possa entender o que é e por que pode ser importante.

Então, se você tiver alguns minutos, Experimente explorar o EURISCO por conta própria.Procure por uma cultura que você consome com frequência, como arroz, trigo, batata ou feijão. Veja quantas variedades existem, de onde elas vêm e que tipo de informação está disponível. Os gráficos e registros podem parecer simples à primeira vista, mas por trás deles há um enorme esforço internacional para tornar a diversidade de culturas acessível e manter em aberto as opções futuras para a agricultura, a segurança alimentar e a ciência das plantas.

CONSULTE MAIS INFORMAÇÃO:

Weise S, Blattner FR, Börner A, et ai.. 2025. Banco de Germoplasma Ex Situ Federal Alemão para Culturas Agrícolas e Hortícolas – Conservação, exploração e passos rumo a um centro de recursos biodigitais. Recursos Genéticos: 91-105. https://doi.org/10.46265/genresj.gydy5145

Escritor convidado

Filippo Guzzon é um biólogo vegetal que trabalha com biologia de sementes e gestão de bancos de germoplasma, com interesse secundário em etnobotânica. Trabalhou com diferentes organizações na Europa, América Latina e Pacífico Sul, e atualmente está sediado no Banco de Sementes do Milênio dos Jardins Botânicos Reais de Kew (Reino Unido).

Tradução para o espanhol por Filippo Guzzon.

Foto da capa por Instituto IPK Leibniz.