Luciana Rossini Pinto

Luciana Rossini Pinto Pesquisadora do Instituto Agronômico de Campinas Marcadores moleculares

A necessidade, no âmbito mun- dial, de se substituir a matriz energé- tica derivada da queima de combustí- veis fósseis, por formas alternativas de energia limpa e renováveis, tem destacado a cana-de-açúcar como uma das principais culturas energéti- cas do país, principalmente pela pro- dução do etanol como combustível. Para garantir a demanda nacional e in- ternacional de etanol, novos desafios terão que ser enfrentados por toda a cadeia produtiva e, em especial, pelos programas de melhoramento, respon- sáveis pelos ganhos de produtividade, alcançados pela utilização de varieda- des mais produtivas, resistentes a pra- gas e a doenças e adaptadas às dife- rentes condições edafoclimáticas.

Diante deste cenário, a biotecno- logia poderá exercer um papel impor- tante no desenvolvimento de novas variedades, principalmente, em uma cultura com um genoma tão comple- xo como o da cana. Dentre as diferen- tes técnicas moleculares atualmente disponíveis, os chamados marcado- res moleculares, cada vez mais, estão ganhando espaço nos programas de melhoramento, principalmente, por permitirem aos melhoristas acessar e selecionar a variabilidade, diretamen- te ao nível do DNA, ou seja, do genó- tipo. As estratégias de utilização dos marcadores moleculares em um pro- grama de melhoramento requerem, além da interação entre melhoristas e biólogos moleculares, do conheci- mento de como é conduzido o pro- grama de melhoramento, para que se possam identificar em quais etapas os marcadores moleculares podem trazer uma melhor relação custo/benefício.

Os programas de melhoramento de cana caracterizam-se pela explo- ração da variabilidade genética, libe- rada já na primeira geração de cruza- mento entre dois ou mais genitores, que podem ser variedades ou clones elites. A partir desta etapa, todas as demais fases do programa utilizam a propagação vegetativa, via toletes, dos clones que se destacam dentro das famílias, para multiplicá-los e avaliá-los em ensaios com repetições. O interessante, no melhoramento da cana, é que o genótipo superior, que será lançado como variedade, já es- tá disponível na primeira geração de cruzamento. Entretanto, é necessária a habilidade do melhorista, aliada à precisão dos ensaios experimentais, em diferentes locais e anos, para identificar o genótipo superior, antes de liberá-lo como nova variedade. Todo este processo, desde o cruza- mento até a nova variedade leva de 10 a 12 anos, o que significa que os cruzamentos realizados hoje irão li- berar variedades que atenderão às demandas projetadas para o setor a daqui, pelo menos, 10 anos.

De imediato, os marcadores mo- leculares já estão sendo incorporados nos programas de melhoramen- to de cana, para auxiliar em algu- mas questões. A escolha dos genitores, por exemplo, é uma fase importante dos programas de melhoramento, que pode ser auxilia- da por marcado- res moleculares. Alguns programas de me- lhoramento têm levado em conta a distância genética estimada através de mar- cadores molecu- lares dos genito- res envolvidos nas campanhas de cruzamento, como informação adicional para definir os melho- res cruzamentos. Marcadores mo- leculares também têm se mostrado muito eficientes no esclarecimento da origem paterna de clones oriundos de policruzamento (teste de paternida- de). Além destas aplicações, marca- dores moleculares estão sendo usados para monitorar a identidade dos clo- nes ao longo das etapas do programa de melhoramento, e na obtenção de um perfil molecular (fingerprinting) característico de cada variedade, que possa ser utilizado como informação adicional aos descritores morfológi- cos mínimos, perante o Sistema Na- cional de Proteção de Cultivares.

A grande contribuição esperada da tecnologia dos marcadores mole- culares para os programas de melho- ramento está na chamada seleção as- sistida por marcadores moleculares, que usam os marcadores para sele- cionar os clones com as característi- cas desejadas, ainda na fase juvenil (seedlings), e os parentais com maior concentração de alelos favoráveis, para a realização de cruzamentos. A seleção auxiliada por marcadores po- de aumentar a eficiência e precisão na seleção dos genótipos superiores, pos- sibilitando grande impacto nos casos em que a característica de interesse é de difícil avaliação e de alto custo.

Entretanto, o emprego de marcadores moleculares na seleção assisti- da requer a identificação de marcado- res que estejam fortemente associa- dos às características agronômicas de interesse para o melhorista. A identi- ficação de tal associação tem sido fei- ta através do mapeamento molecular, ou seja, na tarefa laboriosa de se “co- locar marcas” ao longo do genoma da cana, para permitir a localização dos genes ou regiões que são responsá- veis pelas características agronômi- cas mensuradas no campo.

Especialmente no caso da ca- na, o banco de dados de seqüências expressas, produzidas pelo Projeto Sucest/Fapesp, tem sido de grande contribuição para o desenvolvimen- to de marcadores moleculares mais eficientes ao mapeamento de genes de interesse agronômico. Isso porque as chamadas etiquetas de seqüências expressas, por representarem “pe- daços de genes”, podem permitir o mapeamento direto de genes, pela es- tratégia de genes candidatos, em que marcadores são desenvolvidos para genes envolvidos em vias metabóli- cas, relacionadas com a expressão da característica a ser selecionada. Esses marcadores são apontados como ide- ais para a seleção assistida, uma vez que os mesmos podem ser os respon- sáveis pela característica em questão.