uatro novas variedadesde maracujazeiro obtidaspor uma técnica de mani-pulação genética inéditano Brasil estão em cultivo

no campus da Escola Superior de Agri-cultura Luiz de Queiroz (Esalq) daUniversidade de São Paulo (USP), emPiracicaba. São plantas originárias deum processo chamado hibridação so-mática, que possibilita a fusão de célu-las de espécies cultivadas com espéciessilvestres resistentes a várias doenças.Bem diferentes dos híbridos interes-pecíficos usados na agricultura, que

espécies de um mesmo gênero. Em-bora de aplicação mais restrita - a téc-nica não levanta suspeitas de riscosambientais ou para a saúde do ho-mem -, a hibridação somática resultaem variedades que conservam todasas características genéticas das duasplantas que lhes deram origem. A téc-nica surgiu na década de 80 como umrecurso para o melhoramento deplantas. É empregada com sucesso nacitricultura nos Estados Unidos,França, Espanha e Israel. No Brasil, osprimeiros estudos para melhorar acultura do maracujá começaram há

As pesquisas para o melhoramen-to de citros também avançam. Nos úl-timos cinco anos, o professor Francis-co de Assis Alves Mourão Filho, doDepartamento de Produção Vegetal, ea professora Beatriz Ianuzzi Mendes,do Laboratório de Biotecnologia Ve-getal do Centro de Energia Nuclear naAgricultura (Cena), já produziram 11combinações de híbridos somáticoscom o objetivo de controlar doençasnos laranjais. A pesquisa foi desenvol-vida dentro do Programa de apoio aJovens Pesquisadores, da FAPESP, erecebeu investimentos de R$ 150 mil.

TECNOLOGIA

BIOTECNOLOGIA

SomadequalidadesEsalq desenvolve técnica inéditano Brasil para a produção de plantashíbridas a partir de espécies de maracujáou de citros mais resistentes a doenças

MARIA APARECIDA MEDEIROS Flor de maracujá: híbrido de Passiflora giberti (silvestre) com P.edulis

são obtidos por cruzamento, eles têma soma do número de cromossomosdas espécies usadas na fusão celular. Atécnica também foi usada no melho-ramento de citros e promete bons re-sultados para o controle de doençasque freqüentemente atacam os poma-res brasileiros. As novas variedades po-derão ser usadas como porta-enxertonas culturas de maracujá e de citros.

Diferentes dos transgênicos, obti-dos pela transformação da célula coma introdução de genes oriundos deoutras espécies, os híbridos somáticossão produzidos pela fusão completade duas células somáticas isoladas de

78 • NOVEMBRO/DEZEMBRO DE 2001 • PESQUISA FAPESP

dez anos sob a coordenação da pro-fessora Maria Lúcia Carneiro Vieira,do Departamento de Genética daEsalq. Desde então, a pesquisadora sededica à obtenção de porta-enxertosmais resistentes de maracujá, redu-zindo a incidência de doenças provo-cadas principalmente por fungos. "Seconsiderarmos doenças provocadaspor vírus, bactérias e fungos, juntas,elas provocam uma perda de 35% naprodução dos cerca de 45 mil hecta-res cultivados em todo o país", afirmaMaria Lúcia. Os projetos financiadospela FAPESPjá somam investimentosde US$ 200 mil.

Indústria de sucos - O maracujazeiroé uma planta nativa da América doSul. Das 600 espécies conhecidas, cer-ca de 400 são originárias de várias re-giões do Brasil. Apenas cinco são cul-tivadas, sendo a Passiflora edulis f.flavicarpa, o maracujá-azedo, a prin-cipal espécie utilizada pelos agriculto-res, que a cultivam para a indústria desucos e que confere ao país o título demaior produtor mundial de maracu-já. "O suco do maracujá é o segundomais exportado pelo Brasil - só per-de para o de laranja -, e o principalmercado comprador é a Europa,onde o maracujá é muito apreciado

pelo sabor considerado exótico", in-forma Maria Lúcia.

Apesar de bastante rentável- cer-ca de R$ 8 mil por hectare plantado-, a cultura do maracujá enfrenta sé-rios problemas devido à falta de ma-terial genético selecionado, pois osprogramas de melhoramento sãoainda incipientes. "Trata-se de umadomesticação muito recente", explicaa pesquisadora. Diferente da uva, porexemplo, cuja domesticação é mile-nar, o maracujá começou a ser culti-vado após a colonização, há menosde SOb anos. Com a introdução damono cultura, a espécie se tornoualvo de muitas doenças que afe-tam consideravelmente aprodução.

O ataque de doenças pro-vocou, nos últimos anos,uma rotatividade da cultura,que adquiriu um caráter nô-made. Essa característicatambém acarreta outro tipode prejuízo. O maracujazeiro éplantado em mourões, de formaque a planta cresça na verticale se espalhe pelas laterais,como uma parreira. Isso im-plica alto custo na implanta-ção e no manejo da cultura."Quando incide a doença se-veramente, o agricultor perdetodo esse investimento", lembraMaria Lúcia. Para evitar a perda dasplantas no período de chuvas, quan-do a incidência de doenças aumen-ta em decorrência da umidade etemperatura elevadas, os agricul-tores substituem todas as plantaslogo após a primeira safra, plan-tando tudo de novo para a safraseguinte, tornando a cultura anual."Embora não resolva o problema,isso é menos oneroso que o carátermigratório." _

A esperança da pesquisadora parauma solução eficiente está no germo-plasma silvestre. Há várias coleçõesde passifloras no Brasil, por exemplo,na Embrapa Mandioca e Fruticultu-

\PESQUISA FAPESP . NOVEMBRO/DEZEMBRO DE 2001 • 79

Flor híbrida maior: P. a/ata(maracujá silvestre resistente afungos) e P. edu/is (comercial):

ra, em Cruz das Almas, naBahia, e na unidade de Iabo-ticabal da Universidade Esta-dual Paulista (Unesp), ondeMaria Lúcia mantém laços decolaboração. "Nessas espéciesjá foram identificados genesde resistência com bom po-tencial para melhorar o de-sempenho da espécie comer-cial", afirma. A introduçãodesses genes pode ser feita devárias formas. Uma delas é ocruzamento de espécies silves-tres como a cultivada para ob-ter um híbrido sexuaL "Isso jáfoi feito há alguns anos, mas amaioria desses híbridos não sepresta como doador de pólen.Para recuperar a produtivida-de da espécie cultivada, seriamnecessários vários retrocruza-mentos com a espécie comer-cial, o que é inviável porque oshíbridos sexuais são estéreis",explica Maria Lúcia.

terísticas genéticas das duasplantas originais (a comerciale a silvestre). "Isso ocorre por-que a fusão cria um genomatetraplóide, ou seja, que tem odobro do número de cromos-somos da espécie na natureza",explica Maria Lúcia.

Resistente a doenças - Os pri-meiros híbridos somáticos fo-ram obtidos em 1995, com afusão de células do maracujá-azedo (Passiflora edulis f.flavi-carpa), que é a variedade maiscultivada, com células das es-pécies silvestres P. cincinnata(que é resistente à bacteriosecausada por Xanthomonas sp.pv. passiflorae), P. giberti e P.alata (resistentes à morte pre-matura, de etiologia aindadesconhecida, que causa o de-finhamento das plantas). Aespécie P. alata (ou maracujá-doce) também se mostra re-sistente à murcha, uma doen-ça de solo provocada pelo

fungo Fusarium oxysporum."Esses híbridos tendem a ser mais

vigorosos, a ter folhas e caules maisespessos, porque suas células sãomaiores", explica a pesquisadora. "Noentanto, eles não são produtivos e suaaplicação mais importante é comoporta-enxertos para a variedade co-mercial." Além de mais vigoroso, es-pera-se que o híbrido somático tenhamaior resistência a doenças de solo eque apresente alguma atenuação dossintomas provocados pela bactériaXanthomonas, servindo de proteçãopara a copa utilizada na enxertia. Asmudas de maracujá comercial enxer-tadas nos híbridos apresentaram bomdesenvolvimento tanto no que se refe-re à copa como ao porta-enxerto. Opróximo passo é avaliar seu desempe-nho quanto à produtividade e resis-tência a doenças.

Porta-enxerto de maracujá: uso para as novas variedadesCaminhos da fusão - A saídapara a obtenção de plantas mais resis-tentes veio com a biotecnologia nosistema de hibridização. No caso domaracujá, as células são extraídas dasfolhas, tanto da espécie cultivadacomo da silvestre. O sucesso da técni-ca depende de mecanismos eficientesque promovam a fusão celular, o quepode ser feito por um agente químicoou por choques de corrente elétrica.Em ambos os casos, o objetivo é pro-vocar a destruição das paredes celula-res, que funcionam como barreirasimpedindo a fusão. As células sem pa-rede, chamadas protoplastos, sãomantidas sob pressão osmótica con-trolada, para evitar o rompimento damembrana plasmática, o que provo-caria a destruição da célula.

Após vários processos de lavageme centrifugações, os protoplastos sãomantidos em meio de cultura, onde aparede celular é regenerada e as célu-las híbridas passam a se multiplicar.Surgem pequenas colônias originadasde uma única célula, que podem serobservadas ao microscópio óptico.Geralmente, depois de 28 dias, as co-

80 . NOVEMBRO/DEZEMBRO DE 2001 • PESQUISA FAPESP

lônias podem ser vistas a olho nu esão transferi das para um meio sólido.Forma-se uma massa indiferenciadade células, chamada calo, que daráorigem a muitos brotos. Cada um de-les se desenvolverá como uma novaplanta, que ainda precisa passar porvárias análises até que se tenha garan-tias de que se trata de um híbrido so-mático verdadeiro.

Depois de selecionados, os híbri-dos somáticos são cultivados até a faseadulta, quando florescem e dão frutos.A nova planta mantém todas as carac-

o PROJETO

Hibridação somática emmaracujazeiro, estudos básicose suas aplicações nomelhoramento genético

MODALIDADELinha Regular de Auxílio a Pesquisa

COORDENADORAMARIA LÚCIA CARNEIROVIEIRA - Esalq/USP

INVESTIMENTOR$ 87.227,00

Ganho na citricultura - A expectativados pesquisadores é que a hibridaçãosomática promova um salto muitopositivo também no melhoramentode citros. Segundo Mourão Filho,

!S

Ü

1-

b

o

so

aD

D

Laranja híbrida: novo campo para a hibridação somática

programas de melhoramentoconvencional existem há maisde cem anos, mas os resulta-dos não são bons, porque asplantas cítricas têm algumascaracterísticas que dificultamo melhoramento. Um dosproblemas é a alta variabili-dade do resultado dos cruza-mentos. "Quando se faz a po-linização de uma planta comuma variedade de outraespé-cie, a progênie varia muitonas suas características", diz."Você pode até ter uma plan-ta com tolerância à seca ou acertas doenças, mas ela per-deu as características desejá-veis da planta original." Ou-tro problema: devido a umacaracterística das sementesde citros, a germinação dáorigem não apenas a um em-brião zigótico, que é resul-tante do grão de pólen com oóvulo, mas também a váriosoutros que são idênticos àmãe. "É como voltar à estacazero em melhoramento, porque, nahora de semear, recuperam-se plan-tas idênticas à mãe", afirma.

A estratégia adotada pelos pesqui-sadores foi obter variedades mais re-sistentes para ser usadas como porta-enxertos. No campo, a variedademais utilizada hoje é o limão-cravo.Embora muito tolerante à seca e vi-goroso, ele é muito sensível ao declí-nio, uma doença de causa desconhe-cida que leva à morte da planta, e àgomose, doença provocada por fun-gos. "Mas existem outros porta-en-xertos, como a laranja-doce ou laran-ja-caipira, que são mais tolerantes aodeclínio, embora sejam sensíveis àseca. Assim, nosso objetivo foi somarvariações genéticas com característi-cas complementares para melhorar odesempenho dos porta-enxertos", ex-plica Mourão Filho.

Atualmente, os 11 híbridos de ci-tros obtidos no projeto estão em fasede crescimento. A próxima etapa, queestá sendo financiada pelo FundoPaulista de Defesa da Citricultura(Fundecitrus), é fazer a enxertia e le-

var as plantas ao campo para avalia-ção de resistência a doenças e obten-ção de um índice de produtividade.Os pesquisadores estão otimistas."Com certeza, vamos obter bons re-sultados para o agricultor", afirmaMourão Filho. Mas o resultado maisimportante já foi obtido: o domíniode uma técnica que promete dar mui-tos frutos nos próximos anos.

Caminho transgênico - Além dos hí-bridos somáticos, Maria Lúcia buscaalternativas para o melhoramento do

o PROJETO

Produção de Híbridos Somáticosde Citros através da Fusãode Protoplastos

MODALIDADELinha Regular de Auxílio à Pesquisa

COORDENADORAFRANCISCODEASSISALVESMOURÃO FILHO- Esalq/USP

INVESTIMENTOR$ 497.090,58

maracujá. Uma delas é a pro-dução de variedades transgê-nicas, mais tolerantes à bacte-riose provocada pelaXanthomonas. O gene bacteri-cida atacina A foi extraído daTrichoplusia ni, uma mariposaque freqüentemente atacaplantações de repolho, couve-flor e soja. A transformaçãodos tecidos da planta foi obti-da por bombardeamento departículas de tungstênio. De-zenas de brotos transgênicosestão em fase de crescimentoem meio de cultura. SegundoMaria Lúcia, a pesquisa develevar cinco anos para trazerresultados conclusivos, consi-derando todos os procedi-mentos de biossegurança en-volvidos no processo.

Outra frente da batalhacontra a Xanthomonas é a bus-ca de genes resistentes nas po-pulações exóticas (de fora daAmérica do Sul) de maracujá."Realizamos um cruzamento

muito promissor entre uma varieda-de rústica, oriunda do Marrocos, naÁfrica, e resistente á Xanthomonas,com uma variedade comercial (Ma-guary), suscetível à bactéria", conta apesquisadora. As 90 plantas obtidasdesse cruzamento foram analisadasquanto ao seu perfil de DNA e foiconstruído um mapa de ligação con-tendo os marcadores existentes noDNA. Esse mapa molecular é o pri-meiro no mundo considerando setratar de uma espécie fruteira tropi-cal. Também para cada indivíduo fo-ram analisados os níveis de resistên-cia a Xanthomonas.

"Observamos que há indivíduosda população filial que se mostrammais resistentes que o genitor marro-quino, indicando haver possibilidadede resistência à bacteriose", afirma.Agora, as 90 plantinhas estão sendotransferidas para o campo, onde se-rão avaliados os níveis de produtivi-dade. Elas farão parte de uma popu-lação de plantas de maracujá que vãodar novo impulso à cultura dessafruta no Brasil. •

PESQUISA FAPESP . NOVEMBRO/DEZEMBRO DElOOl • 81