Batatas resistentes ao escaravelho reprodutor

A batata é o vegetal mais consumido nos Estados Unidos. De acordo com o USDA, os agricultores americanos cultivaram mais de 42 mil milhões de libras de batatas em 2019. São 128 lbs. de batatas por pessoa. Mas os agricultores que cultivam batatas enfrentam muitos desafios. Uma pequena, mas devastadora, praga é o escaravelho da batata do Colorado. Pode causar imensos danos às culturas de batata. Também é notório por se tornar resistente aos inseticidas químicos.

Num novo estudo, publicado em Crop Science, os investigadores descrevem ferramentas genéticas para desenvolver variedades de batata com maior resistência natural ao inseto da batata.

Também desenvolveram recursos genéticos fundamentais - chamadas linhas consanguíneas recombinantes - que irão ajudar na criação de novas variedades de batata.

O escaravelho da batata do Colorado pode devastar a produção de batata. Mas alguns parentes selvagens do escaravelho domesticado têm defesas naturais contra estes besouros. Estas plantas silvestres fazem os seus próprios compostos para matar o escaravelho.

"Alguns destes compostos podem matar as larvas do escaravelho da batata do Colorado", disse Natalie Kaiser, principal autora do estudo. "Estes compostos também reduzem drasticamente a alimentação do escaravelho adulto".

Mas o consumo de grandes quantidades destes compostos pode ter efeitos adversos na saúde humana.

Enquanto os escaravelhos chompam nas folhas de batata, os humanos obviamente não o fazem. "Portanto, é desejável criar variedades de batata que façam estes compostos anti besouros apenas nas suas folhas", diz Kaiser, um investigador da Michigan State University.

Mas gerar esta variedade de batata resistente ao escaravelho tem sido um desafio de muitas camadas.

Um desafio é testar variedades de batata para a resistência do escaravelho. Os ensaios de campo podem demorar meses, se não anos. Podem também ser dispendiosos e de recursos intensivos.

Kaiser e colegas desenvolveram um atalho de investigação.

Eles compararam o perfil químico de centenas de batatas individuais com a sua resistência ao escaravelho da batata Colorado no campo.

"Encontrámos assinaturas químicas que poderiam prever a resistência ao escaravelho da batata do Colorado", diz Kaiser. "Os criadores podem selecionar batatas resistentes com uma simples medição química em vez de terem de realizar ensaios de campo".

Este método poderia poupar tempo e dinheiro.

Outro obstáculo na criação de batatas resistentes ao escaravelho é a enorme quantidade de informação genética de que os criadores necessitam.

"Existem vários genes que controlam os tipos e quantidades de compostos anti besouro que qualquer variedade de batata irá produzir", diz Kaiser. É um desafio rastrear todos esses genes durante a reprodução.

Os criadores de batatas também têm de ter em mente outros traços, como rendimentos e aparência do tubérculo.

"Há aproximadamente 40 traços importantes a considerar quando se desenvolve uma nova variedade de batata", diz Kaiser. "A montagem da combinação certa de genes que controlam todos estes traços é crucial".

Este processo é complicado pelo facto de as variedades de batata terem frequentemente quatro cópias de cada gene. A batata não é a única cultura a ter múltiplas cópias de genes, o que é chamado poliploidia.

Ter quatro cópias de cada gene pode tornar a genética da batata complicada, segundo Kaiser. "Cada uma das quatro cópias pode ser uma versão diferente do gene", diz ela.

Uma forma de contornar o problema das quatro cópias é utilizar variedades de batata que naturalmente só têm duas cópias de cada gene. Os humanos, como a maioria dos animais, têm duas cópias de cada gene - uma de cada um dos progenitores masculinos e outra feminina. A isto chama-se diploid.

Mas muitas variedades de batata diplóide são auto-incompatíveis. "Isto significa que uma planta não dará frutos e sementes quando uma flor é polinizada com o seu próprio pólen", diz Kaiser. Esta barreira reprodutiva torna a reprodução muito desafiante.

Kaiser e a sua equipa desenvolveram batatas diplóides que são auto-compatíveis. Através deste processo, Kaiser e a sua equipa descobriram que os múltiplos genes e o ambiente determinam se algumas batatas podem produzir autofrutos e sementes.

As novas variedades de batatas e ferramentas genéticas permitirão aos investigadores "examinar as bases genéticas da auto-fertilidade, e da resistência a insetos e doenças", diz Kaiser. "Desta forma, podemos criar novas variedades de batata que anteriormente eram inviáveis", diz Kaiser.

Os investigadores da Michigan State University estão a alargar esta investigação em ensaios de campo este Verão. "Vamos examinar novas variedades de batata para indivíduos que tenham boas características de tubérculo juntamente com a resistência do escaravelho", diz Kaiser.