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  • Genoma do açaí é sequenciado pela primeira vez

    Genoma do açaí é sequenciado pela primeira vez

    Pesquisadores da Amazônia sequenciaram pela primeira vez o genoma completo do açaí (Euterpe oleracea Mart.), um avanço que promete acelerar o melhoramento genético da palmeira e abrir novas frentes de pesquisa biotecnológica. O estudo foi conduzido por cientistas da Universidade Federal do Pará (UFPA) e da Embrapa Amazônia Oriental. E identificou os genes responsáveis por características como produtividade elevada, maior concentração de antocianinas e resistência a doenças.

    A descoberta também explica um mistério botânico que intrigava produtores e consumidores: por que alguns frutos de açaí são roxos e outros, verdes. Além disso, o mapeamento genético abre caminho para o desenvolvimento de novos produtos a partir de moléculas de interesse da indústria, como corantes naturais e antioxidantes.

    Os resultados foram publicados na revista científica Genome, no artigo “The genome sequence of the açaí berry (Euterpe oleracea Mart.) and RNA-Seq analysis of the fruit ripening”.

    Como a pesquisa foi conduzida

    O estudo partiu da seleção de amostras de açaizeiro armazenadas no banco genético da Embrapa Amazônia Oriental. O centro de pesquisa disponibilizou material da cultivar BRS Pai d’Égua para o sequenciamento do DNA, além de frutos em diferentes estágios de maturação de duas variedades distintas: uma que produz frutos roxos e outra que gera frutos verdes, conhecida popularmente como “açaí branco”.

    Açaí
    Foto: Ronaldo Rosa/Embrapa

    O Laboratório de Engenharia Biológica (EngBio) da UFPA, localizado no Parque de Ciência e Tecnologia Guamá, em Belém, ficou responsável pela extração e sequenciamento do DNA, assim como pela montagem do genoma utilizando ferramentas de bioinformática.

    O que explica a diferença de cor entre os frutos

    A comparação genética entre as amostras de açaí roxo e branco revelou que a coloração mais comum do fruto resulta da ativação de uma enzima específica, ligada à síntese de antocianinas. Já a variedade branca apresenta uma inibição generalizada dos genes que dão início a esse processo de pigmentação.

    Foto: Ronaldo Rosa/Embrapa

    Para a pesquisadora Elisa Moura, da Embrapa Amazônia Oriental e uma das autoras do estudo, essas descobertas têm potencial para transformar o trabalho de campo. Segundo ela, o sequenciamento permite identificar regiões do genoma que funcionam como marcadores genéticos, eliminando a necessidade de aguardar cerca de seis anos para obter dados sobre produção de antocianinas e produtividade das plantas.

    Um caminho mais curto para novas variedades

    O conhecimento do genoma do açaí representa um ponto de partida estratégico para identificar genes ligados a características desejáveis da planta. Moura destaca que, embora não exista atualmente nenhuma doença com impacto grave sobre a produção de açaí, o sequenciamento já oferece uma base importante caso surja alguma enfermidade no futuro, permitindo identificar com mais agilidade os genes relacionados à resistência.

    Pesquisadora Elisa Moura. Foto: Ronaldo Rosa/Embrapa

    A pesquisa também avança na busca por variedades de açaí mais adaptadas ao cultivo em terra firme. Como a palmeira é nativa de áreas de várzea, sujeitas a alagamentos sazonais, o desenvolvimento de plantas que tolerem ambientes com menos água tem sido uma das prioridades dos estudos da Embrapa.

    Maria do Socorro Padilha, pesquisadora da Embrapa Amazônia Oriental e responsável pela equipe que lançou a primeira cultivar de açaí em 2005, dimensiona o impacto da nova ferramenta genética. Segundo ela, o desenvolvimento daquela primeira cultivar levou 24 anos de trabalho em campo. Com os dados genômicos disponíveis hoje, esse prazo poderia cair para entre oito e dez anos.

    Pesquisadora Socorro Padilha. Foto: Ronaldo Rosa/Embrapa

    A pesquisadora explica que informações consistentes sobre o genoma da espécie permitem realizar boa parte da seleção genética dentro do laboratório. Portanto, tornando o processo significativamente mais rápido. Os dados de campo, levantados pelas equipes que avaliam as palmeiras de açaí, poderão agora ser cruzados com as informações geradas pelas áreas de biologia molecular, genética e bioinformática.

    Novas rotas biotecnológicas para a indústria

    Para além do melhoramento genético do açaizeiro, o professor Rafael Baraúna, do Instituto de Ciências Biológicas da UFPA e coautor do artigo, aponta dois campos de aplicação para a descoberta. O primeiro envolve a geração de conhecimento sobre a biologia da planta. Com a perspectiva de criação de uma base de dados pública que sirva de apoio a outros pesquisadores da região.

    O segundo campo está relacionado à pesquisa aplicada. O mapeamento genético pode contribuir para a produção de moléculas de interesse das indústrias farmacêutica e cosmética. Depois de identificados os genes responsáveis por compostos como corantes naturais e antioxidantes, cientistas poderão recorrer a técnicas de engenharia biológica para induzir microrganismos, como bactérias e leveduras, a produzir essas substâncias em larga escala em ambiente laboratorial.

    Professor Rafael Baraúna. Foto: Vinícius Braga/Embrapa

    Baraúna afirma que esse processo, batizado pelos pesquisadores de criação de rotas biotecnológicas, representa uma alternativa mais sustentável para atender à demanda industrial. Segundo o professor, a produção controlada em laboratório reduz a exploração direta da planta no campo. E ao mesmo tempo aumenta a oferta das substâncias procuradas pelo mercado.

    Financiamento e equipe

    A pesquisa contou com financiamento da Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas (Fapespa) e do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). Além de Elisa Moura, Maria do Socorro Padilha e Rafael Baraúna, assinam o artigo os pesquisadores Maria Silvanira Ribeiro Barbosa, Sávio de Souza Costa, Davi Josué Marcon, Adan Rodrigues de Oliveira, Lucas da Silva e Silva, Maria Paula Cruz Schneider, Juarez Antônio Simões Quaresma, Diego Assis das Graças, Adonney Allan de Oliveira Veras, Simone de Miranda Rodrigues e Artur Silva.

    Quatro décadas de melhoramento genético do açaí

    A Amazônia abriga duas espécies de açaí com viabilidade comercial. O açaí-solteiro (Euterpe precatoria Mart.) predomina no Amazonas, Acre, Rondônia e Roraima e se desenvolve em tronco único. Já o açaí de touceira (Euterpe oleracea Mart.), nativo do Pará, Amapá e Maranhão, cresce a partir de múltiplos troncos na base. E responde atualmente pela maior parte da produção nacional.

    O trabalho de melhoramento genético da Embrapa com o açaí de touceira teve início na década de 1990, resultando no lançamento de duas variedades adaptadas ao cultivo em terra firme. Uma mudança relevante, já que a espécie é originária de áreas de várzea sujeitas a alagamentos temporários.

    arvore de açaí
    Foto: Ronaldo Rosa/Embrapa

    A primeira cultivar, batizada de BRS Pará, foi lançada em 2005 com foco no aumento de produtividade. Em 2019, a Embrapa apresentou a BRS Pai d’Égua. Ela, além do rendimento elevado, trouxe como diferencial a distribuição mais equilibrada da colheita ao longo do ano quando submetida à irrigação. Portanto, minimizando a escassez do fruto durante o período de entressafra no Pará.

    Atualmente, o projeto Melhoraçaí – Fase III dá continuidade às pesquisas com o açaí de touceira e também busca selecionar genótipos da espécie Euterpe precatoria Mart. (açaí-solteiro) para abastecer o mercado de polpa nos estados do Acre e Roraima.

  • Bactérias prometem revolucionar o cultivo de pimenta-do-reino

    Bactérias prometem revolucionar o cultivo de pimenta-do-reino

    Pesquisadores brasileiros identificaram duas bactérias presentes naturalmente no interior das plantas com potencial para transformar o cultivo da pimenta-do-reino, a segunda especiaria mais produzida no Brasil, com valor de mercado que saltou de R$ 1,65 bilhão para R$ 3,67 bilhões em apenas um ano.

    Cacho de pimenta-do-reino. Foto: Ronaldo Rosa/Embrapa

    O estudo, conduzido pela Embrapa em parceria com cinco universidades federais, mostra que as linhagens Priestia sp. T2.2 e Lysinibacillus sp. C5.11 estimulam o crescimento da planta e melhoram o enraizamento das estacas usadas na produção de mudas.

    Como as bactérias atuam

    As chamadas bactérias endofíticas habitam os tecidos internos das plantas sem causar doenças. As linhagens identificadas produzem ácido indolacético (AIA) — hormônio que regula o crescimento vegetal — e sideróforos, compostos que capturam ferro no solo e o tornam mais acessível às raízes. Esse mecanismo explica os resultados expressivos obtidos nos experimentos realizados entre 2023 e 2024 na Embrapa Amazônia Oriental, em Belém (PA).

    Estacas da variedade Singapura de pimenteira-do-reino submetidas à solução com Priestia sp. T2.2 cresceram até 75% mais em altura e registraram aumento de 136% na massa seca da parte aérea em relação às plantas de controle. Já a Lysinibacillus sp. C5.11 provocou um salto de 333% na massa seca das raízes. Uma terceira linhagem avaliada, Bacillus sp. C1.4, também apresentou efeitos positivos na parte aérea, porém em menor escala.

    “Esses resultados apontam para plantas com raízes mais vigorosas, ramificadas e pesadas. Isso é fundamental para a absorção de nutrientes do solo e, consequentemente, maior crescimento da planta, maior quantidade de galhos e folhas, mais fotossíntese, mais sanidade, maior longevidade dos pimentais e maior produtividade. É um ciclo benéfico de desenvolvimento”, afirma Oriel Lemos, pesquisador da Embrapa Amazônia Oriental.

    O gargalo das mudas na agricultura familiar

    A estaquia, técnica de reprodução que consiste em retirar pequenos galhos da planta-mãe e enraizá-los para gerar novas mudas, é o método preferido dos produtores porque preserva as características genéticas da matriz e reduz o tempo até a frutificação. O problema é que o baixo índice de pegamento das raízes compromete a qualidade das mudas e, por consequência, a produtividade das lavouras.

    “Um pimental produtivo se inicia com uma muda sadia. E uma das dificuldades dos produtores é ter estacas que tenham um enraizamento efetivo para a produção das mudas. Há ainda muitas perdas nesse processo. Então, essa descoberta revela o potencial de obtermos um bioinsumo que traga mais segurança aos pequenos produtores para a implantação ou ampliação de pimentais com mudas sadias e, consequentemente, plantas mais vigorosas e produtivas”, destaca Alessandra Nakasone, pesquisadora da Embrapa Florestas.

    A descoberta interessa especialmente à agricultura familiar, responsável pela maior parte da produção nacional. As bactérias também solubilizam nutrientes no solo, tornando-os mais disponíveis para absorção pelas raízes. Portanto pode reduzir a dependência de fertilizantes e defensivos químicos e aumentar a sustentabilidade da cadeia produtiva.

    Brasil lidera produção, mas desafios persistem

    O Brasil colheu quase 125 mil toneladas de pimenta-do-reino em 2024, segundo o IBGE, ocupando o segundo lugar no ranking mundial de produtores. Espírito Santo e Pará concentram mais de 90% da safra nacional. O estado paraense, com 41 mil toneladas produzidas no mesmo ano, se destaca pelo perfil de agricultura familiar e pelos processos sustentáveis de produção.

    Foto: Ronaldo Rosa/Embrapa

    A pesquisa ganha ainda mais relevância com a aprovação da Lei Federal nº 15.070/2024, que trouxe mais segurança jurídica ao setor de bioinsumos. Pela nova norma, produtos biológicos desenvolvidos a partir de microrganismos como as cepas de Priestia e Lysinibacillus não se enquadram como pesticidas e têm uso agrícola liberado, desde que comprovada a segurança.

    “A expectativa é que, além de melhorar o crescimento das mudas, esses bioinsumos possam atuar no controle de doenças comuns à pimenta-do-reino, como as causadas por Fusarium, e assim reduzir perdas e fortalecer a cadeia produtiva”, projeta Katia Nechet, pesquisadora da Embrapa Meio Ambiente.

    Os próximos passos incluem testes em áreas de produtores, com outras variedades clonais e em sistemas de cultivo como o plantio em tutor vivo de gliricídia — alternativa sustentável ao uso de estacas de madeira como suporte para o crescimento da planta.

    A pesquisa reuniu pesquisadores da Embrapa Amazônia Oriental, Embrapa Florestas, Embrapa Meio Ambiente e das universidades federais Unifesspa, UFLA, UFRPE e UFPA.

  • Pesquisadores brasileiros sequenciam genoma do cupuaçu pela primeira vez

    Pesquisadores brasileiros sequenciam genoma do cupuaçu pela primeira vez

    Cientistas brasileiros alcançaram um marco importante ao sequenciar, pela primeira vez, o genoma do cupuaçu (Theobroma grandiflorum), uma fruta típica da Amazônia. Esse avanço promete revolucionar o melhoramento genético da espécie, permitindo identificar e manipular genes que conferem resistência a doenças e aumentam a produtividade, fundamentais para cultivos mais sustentáveis e resilientes às mudanças climáticas.

    O estudo, que envolveu pesquisadores da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (Unesp), Universidade Federal do Pará (UFPA), Embrapa Amazônia Oriental e Universidade de São Paulo (USP), decodificou 31.381 genes distribuídos em 10 cromossomos. Entre as descobertas, está a confirmação genética de que o cupuaçu compartilha 65% de semelhança com o cacau (Theobroma cacao). A pesquisa também identificou genes ligados à produtividade e à defesa contra a vassoura-de-bruxa, uma doença devastadora causada pelo fungo Moniliophthora perniciosa.

    Valorização da ciência nacional

    Segundo Alessandro Varani, professor de bioinformática e genômica da Unesp, o trabalho valoriza o potencial da ciência nacional. “Esse é, possivelmente, um dos primeiros artigos a descrever o genoma completo, telômero a telômero, de uma planta da nossa biodiversidade”, destacou Varani. A pesquisa também identificou bactérias do grupo Actinomycetota, que vivem nas folhas do cupuaçu e ajudam na defesa contra doenças.

    O pesquisador Rafael Alves, da Embrapa Amazônia Oriental, ressaltou que a decodificação genômica permite obter resultados em meses, algo que tradicionalmente levaria décadas. “O acesso a esse conhecimento permite saber, já nas primeiras brotações, quais mudas possuem as características mais desejáveis”, afirmou. Alves destacou ainda que os genótipos utilizados no estudo foram escolhidos criteriosamente para maximizar a resistência a doenças como a vassoura-de-bruxa e aumentar a produtividade.

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    A aplicação da bioinformática foi essencial para o sequenciamento genético do cupuaçu, e os desdobramentos dessa pesquisa poderão fortalecer práticas agrícolas mais eficientes e sustentáveis na Amazônia. “Com o genoma 100% sequenciado, abrem-se novas possibilidades para o melhoramento genético da espécie, visando aprimorar características de interesse comercial e ambiental”, explicou Vinícius Abreu, professor da Faculdade de Computação da UFPA.

    Importância econômica

    A relevância econômica do cupuaçu é evidente, especialmente no Pará, onde a fruta ocupa 8.900 hectares e gera uma produção anual de 29 mil toneladas. O estudo “Bioeconomia da sociobiodiversidade no estado do Pará” estimou que a cadeia produtiva do cupuaçu poderia gerar mais de R$ 170 bilhões em renda até 2040. Isso consolida o fruto como um ativo crucial para a bioeconomia da Amazônia.

    Este avanço científico não só protege a produção e aumenta a produtividade, mas também fortalece a bioeconomia da Amazônia. E, principalmente, contribui para a preservação ambiental e o desenvolvimento sustentável da região.