Os bancos de genes em todo o mundo dão uma importante contribuição para a conservação da diversidade biológica. Somente no Banco de Genes Ex situ Federal do Instituto IPK Leibniz, mais de 150.000 variedades antigas são preservadas. Além das características negativas, as variedades antigas e exóticas possuem muitas variantes genéticas valiosas que foram perdidas nas variedades modernas, mas podem ser cruciais para a produção de plantas no futuro. Mas como esse tesouro escondido de biodiversidade valiosa pode ser aproveitado para a agricultura?
Esta é a questão que uma equipe de pesquisa liderada pelo IPK vem investigando. Em uma abordagem interdisciplinar envolvendo melhoristas de plantas, geneticistas de plantas, patologistas de plantas e bioinformáticos, eles conseguiram detectar nova biodiversidade de variedades antigas para desempenho produtivo e resistência à infestação de ferrugem amarela, a fim de aproveitá-la para a produção agrícola. Os resultados foram publicados na revista Nature Genetics .

Graças ao financiamento contínuo do trabalho ao longo de seis anos pelo Ministério Federal de Educação e Pesquisa, foi possível testar a extensa coleção de variedades antigas de trigo do Instituto IPK Leibniz quanto ao seu desempenho produtivo e resistência à ferrugem amarela em laboratório, mas também em ensaios de campo.

"Isso exigiu um golpe de mestre logístico de todos os participantes do projeto e muitas abordagens inovadoras para avaliar o potencial das variedades antigas sem efeitos disruptivos", diz o Dr. Albert Schulthess, primeiro autor do estudo. Para determinar o potencial de rendimento, as variedades antigas foram cruzadas com variedades elite adaptadas, por exemplo. Só então se tornou claramente visível o potencial de rendimento das variedades antigas.

E isso não é tudo:os pesquisadores usaram os resultados para desenvolver linhas de ligação para o melhoramento de trigo a partir de variedades antigas promissoras, cruzando-as com variedades atuais. O desempenho da progênie resultante surpreendeu os pesquisadores:"Observamos rendimentos mais altos em algumas linhagens de ponte em comparação com importantes variedades de elite atuais", diz o Dr. Albert Schulthess, cientista do grupo de pesquisa "Genética Quantitativa".

O Prof. Dr. Jochen Reif, coordenador do consórcio e chefe do grupo de pesquisa, está convencido de que, graças ao envolvimento das duas empresas de criação, a biodiversidade do pool de elite pode ser aumentada usando novas variações genéticas valiosas das linhas de ponte :"Isso é de grande importância para enfrentar os enormes problemas que as mudanças climáticas representam para a agricultura."

Os resultados do estudo permitem um grande passo em direção à agricultura com menos ou nenhum uso de pesticidas. "Através do sequenciamento abrangente de variedades antigas e novas em combinação com os valiosos dados de campo, fomos capazes de identificar possíveis novas variantes de genes para resistência à infestação de ferrugem amarela", diz o Dr. Albert Schulthess. Isso não teria sido possível sem a decodificação do genoma do trigo, na qual o Instituto IPK Leibniz desempenhou um papel de liderança.

"Com as novas regiões do genoma que descobrimos em algumas variedades antigas, podemos diversificar o sistema imunológico do trigo", explica o Prof. Dr. Jochen Reif.

No entanto, ainda há desafios consideráveis ​​a serem superados antes que os novos genes de resistência possam ser usados ​​na produção de plantas. Por exemplo, os genes de resistência devem ser validados e incorporados ao background das linhagens elite. Idealmente, uma compreensão mais profunda da natureza da resposta de defesa seria obtida ao mesmo tempo. Isso possibilitaria o uso das novas fontes de resistência a longo prazo. + Explorar mais

Novo estudo identifica variedades de trigo que resistem à destrutiva doença da ferrugem