O melhoramento genético de plantas é um campo fascinante que tem suas raízes na história da humanidade. Ao longo das eras, os seres humanos têm manipulado consciente ou inconscientemente as espécies de plantas para atender às suas necessidades e preferências. Seja para alimentação, medicina, decoração ou simplesmente por curiosidade, a busca pelo aperfeiçoamento das plantas tem sido uma constante em nossa jornada evolutiva.
A origem e a evolução
O melhoramento genético, como ciência, apesar de ser relativamente recente, tem suas origens nos estudos realizados pelos contemporâneos Darwin e Mendel no século XIX. Darwin foi responsável por descrever as causas das variações observadas, enquanto Mendel revelou o determinismo genético dessas variações.
A Teoria do Melhoramento Genético surgiu em 1918, quando Fisher publicou um artigo que introduziu o conceito de variância e suas propriedades aditivas. Através disso, explicou-se a variação fenotípica e definiu-se o fenótipo de uma planta como a soma da variação genotípica e ambiental. Esse evento foi um marco importante, que inaugurou um novo capítulo na história da agricultura e da biologia vegetal.
Os testes estratégicos de progênies de material genético em seleção foram um grande avanço na evolução do melhoramento genético contemporâneo. Os melhoristas John Le Couter e Patrick Sheriff foram os primeiros a utilizar as progênies de cereais para a criação de cultivares no século XIX, com o objetivo de alcançar uma produção mais uniforme. H. Nilsson contribuiu para o estabelecimento da teoria das linhas puras, na qual a seleção individual em linhas puras ou homozigotas de espécies de autofecundação desempenhou um papel significativo. Com a redescoberta das leis da genética por Mendel, G.H. Shull conseguiu linhagens de milho, resultantes de autofecundação e híbridos biparentais entre elas, e descobriu a ideia da heterose em 1904, quando percebeu que os híbridos possuíam uma produção superior à dos pais. Mais tarde, em 1918, D.F. Jones propôs o uso de híbridos duplos para fins comerciais. Esses trabalhos, entre outros, formaram a base do moderno melhoramento genético desenvolvido em todo o mundo.
No Brasil, as primeiras ações de melhoramento genético ocorrem simultaneamente na Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ) e no Instituto Agronômico (IAC), no início da década de 1920. A Seção de Genética do IAC é considerada um dos primeiros locais criados no país destinados especificamente ao desenvolvimento de pesquisas sobre a herança e melhoramento das espécies vegetais e teve entre seus principais pesquisadores grandes nomes como Carlos Arnaldo Krug, Glauco Pinto Viégas e Alcides Carvalho. No IAC as pesquisas de melhoramento começaram com o algodão. Já na ESALQ, foram a mandioca, o arroz e o milho. Depois disso outras culturas começaram a ser estudadas, como o eucalipto, as olerícolas e a soja.
A partir desses estudos, a genética tornou-se um campo de estudo fundamental para o desenvolvimento da produção de alimentos e plantas. O melhoramento genético, em particular, é uma ferramenta importante para alcançar esse objetivo. Através da manipulação genética, é possível selecionar características desejáveis e eliminar características indesejáveis, o que permite a produção de alimentos mais resistentes a doenças, com maior produtividade e melhor qualidade.
As técnicas de melhoramento genético
As técnicas usadas no melhoramento genético de plantas têm evoluído ao longo do tempo. Inicialmente, as abordagens eram simples e baseadas em observações diretas. Por exemplo, os agricultores podem ter selecionado e plantado sementes de plantas que mostraram características desejáveis, como tamanho, sabor ou resistência a pragas. Com o tempo, essas técnicas se tornaram mais sofisticadas, incorporando conhecimentos de genética e biotecnologia.
Os modernos programas de melhoramento de plantas têm usado novos métodos de edição genética, como a técnica vencedora do Prêmio Nobel de Química: CRISPR, descoberta pelas pesquisadoras Emmanuelle Charpentier e Jennifer A. Doudna, da Universidade da Califórnia, em Berkeley, no ano de 2012, permitindo alterações precisas do DNA de plantas e microrganismos, de forma até 5 vezes mais rápida do que no melhoramento convencional, fundamentando-se na maquinaria de defesa realizada por bactérias.
O impacto do melhoramento genético de plantas
O impacto do melhoramento genético de plantas é vasto e profundo. Ele tem sido fundamental na transformação da agricultura, permitindo aumentos significativos na produtividade das colheitas e na resistência a doenças e pragas. Além disso, o melhoramento genético tem desempenhado um papel crucial na segurança alimentar, já que pode criar plantas capazes de resistir a condições ambientais adversas, como seca ou salinidade do solo.
Em contrapartida, com a crescente preocupação com a produção global de alimentos, muitos argumentam que uma nova Revolução Verde seja necessária. Logo surge a pergunta: será que a biotecnologia poderá levar o melhoramento de plantas a uma nova Revolução Verde? Acredita-se que já existem evidências que sugerem que sim. É esperado o aumento sucessivo de forma substancial e contínua do número de variedades transgênicas de várias espécies disponíveis comercialmente.
A introdução em larga escala de plantas transgênicas no mercado agrícola pode gerar, assim como a primeira revolução verde, novos pacotes tecnológicos que permitirão a prática da agricultura em grandes áreas. Eventualmente, a melhoramento poderá encontrar limites de rendimentos com as restrições impostas pela piramidação de genes disponibilizados pela biotecnologia ou existentes no germoplasma, resultando no chamado arresto gênico. Por outro lado, a biotecnologia criará novas perspectivas ainda não imaginadas pelo melhorista, permitindo superar os limites atuais.
Os desafios e as oportunidades futuras
Apesar dos avanços significativos, ainda existem muitos desafios no campo do melhoramento genético de plantas. Estes incluem a necessidade de melhorar as culturas para resistir às mudanças climáticas, a necessidade de abordar questões éticas e sociais relacionadas à manipulação genética garantindo que os benefícios do melhoramento genético sejam distribuídos de forma justa, a diminuição do tempo para obtenção de novas variedades e a expansão do conjunto gênico disponível para cada programa de melhoramento. No entanto, com a evolução constante da ciência e da tecnologia, há muitas oportunidades para avançar nesse campo e continuar a melhorar a vida das pessoas ao redor do mundo.
Referências bibliográficas
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COLOMBO, Carlos A.; SIQUEIRA, Walter J. IAC: Berço do Melhoramento Genético Contemporâneo no Brasil. 2017. Boletim técnico- informativo do Instituto Agronômico. ISSN 0365-2726.
AMABILE, Renato F.; VILELA, Michelle S.; PEIXOTO, José R.. Melhoramento de plantas: variabilidade genética, ferramentas e mercado. 2018. Sociedade Brasileira de Melhoramento de Plantas, SBMP.
