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    Futuro

Novos métodos de melhoramento e edição do genoma na agricultura

A inovação no melhoramento de plantas desempenha um papel vital na agricultura, ajudando-a a acompanhar os desafios que virão.

A agricultura enfrenta uma infinidade de desafios hoje. As mudanças climáticas estão causando secas, stress térmico e condições de crescimento variável. O aumento do número de pragas agrícolas e doenças de plantas está ameaçando os rendimentos e a nutrição das culturas. Como sociedade, não queremos apenas garantir alimentos para uma população em crescimento, mas também melhorar a sustentabilidade económica, ambiental e social de nossos sistemas alimentares. Aqui, um aspecto importante é a redução substancial de fatores de produção como pesticidas, fertilizantes e água. Enfrentar esses desafios requer uma melhoria contínua da qualidade das sementes.

O objetivo do melhoramento de plantas moderno é fornecer novas variedades que produzem mais com menos.

Maior rendimento

... produzindo mais por hectare das terras agrícolas existentes e, portanto, protegendo habitats naturais e biodiversidade

Aumento da resistência

... ou tolerância a pragas e doenças – exigindo menos aplicações químicas para proteger as culturas, também levando a menos viagens ao campo e, portanto, redução das emissões de CO 2

Menos fatores de produção

... como água, fertilizantes e pesticidas para conservar recursos, melhorar a qualidade dos alimentos e proteger o meio ambiente

Edição do genoma em poucas palavras

A edição do genoma é um novo método de melhoramento que pode ser usado por pesquisadores e criadores para fazer mudanças específicas e direcionadas no DNA de uma planta.

Quebras e reparos de DNA ocorrem espontaneamente e freqüentemente na natureza, causando mutações naturais nas células. Essas mutações naturais garantem que os organismos possam se adaptar a condições novas ou desafiadoras com o tempo e, portanto, gradualmente mudar, e é por isso que vemos rica biodiversidade hoje.

A edição do genoma substitui essas mutações 'espontâneas' por precisão, cortando o genoma em uma posição precisa e predefinida e induzindo o próprio mecanismo de reparo da célula. Isso, por sua vez, influencia a expressão de certas características da planta.

Os pesquisadores podem identificar a função dos genes das plantas que podem tornar as plantas mais robustas e / ou mais produtivas. Uma vez identificado um gene, a edição do genoma pode ser usada para aumentar rapidamente a resistência de uma planta a uma doença, sua tolerância climática, valor nutricional, digestibilidade ou sabor.

Os resultados da edição no genoma podem ser rastreados a uma mutação – mas você não seria capaz de determinar se foi alcançado por métodos de melhoramento convencionais, pela edição do genoma, ou se ocorreu naturalmente.

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Pesquisa

Uma enzima (nuclease) é guiada para o local desejado no genoma.

2

Corte

A nuclease corta com precisão o DNA e cria uma quebra de fita dupla.

3

Reparo

Enquanto o próprio sistema de reparo da célula funde o DNA novamente, as sequências podem ser excluídas ou adicionadas.

Diferentes tecnologias de edição de genoma podem ser usadas, dependendo do resultado desejado

Dependendo da cultura ou característica desejada, diferentes formas de edição do genoma podem ser usadas para permitir versatilidade no processo. Algumas aplicações da edição do genoma podem produzir plantas geneticamente modificadas, introduzindo genes estranhos. Outros, como o SDN-1 e o SDN-2, não envolvem nenhum material genético estranho. Dedos de zinco, TALEN e CRISPR / Cas podem ser aplicados de várias maneiras. Dado isso, do ponto de vista regulatório, é importante avaliar o produto final produzido com esses métodos de forma diferenciada.

Novos métodos de melhoramento, como a edição do genoma, são uma evolução necessária que ajuda a acelerar o processo de melhoramento de plantas.

O melhoramento convencional de plantas é um processo demorado que pode, dependendo da cultura, levar até 25 anos antes de uma variedade melhorada estar disponível para os agricultores. Também é complexo, pois características desejáveis (por exemplo, resistência a pragas) e propriedades indesejáveis (por exemplo, menor rendimento) podem ser levadas adiante a partir de cada cruzamento.

A edição do genoma permite que pesquisadores e criadores introduzam características desejáveis, fazendo pequenas mudanças de forma direcionada sem incorporar propriedades indesejáveis – e isso acelera o desenvolvimento de novas variedades de plantas em pelo menos 20-30%. A velocidade é crucial, pois as mudanças climáticas, as pragas e as doenças das plantas são todos desafios rápidos para a agricultura que requerem soluções rápidas.

Estruturas regulatórias atuais

Não há estrutura regulatória global para novos métodos de melhoramento. O regulamento atual da UE é efetivamente uma proibição da edição do genoma.

Em sua decisão de 2018, o Tribunal de Justiça europeu classificou todas as plantas desenvolvidas com o auxílio de novos métodos de melhoramento, como a edição do genoma, como organismos geneticamente modificados (OGM). Atualmente, os OGMs são regulamentados sob a rígida legislação da UE, mesmo que a planta seja idêntica às resultantes do melhoramento convencional e não contenha DNA estranho.

À luz desta decisão, o Conselho da União Europeia solicitou à Comissão da UE a apresentação de um estudo avaliando a situação atual e as condições para o uso de novos métodos de melhoramento. O estudo publicado em abril de 2021 afirmou que a regulamentação atual não está adequada para o efeito e que os novos métodos de melhoramento têm o potencial de contribuir para um sistema alimentar sustentável como parte da Estratégia Farm to Fork. Atualmente, a Comissão da UE está trabalhando em consultas públicas e em uma avaliação de impacto. No final deste processo, espera-se uma proposta de mudança na legislação atual para abordagens de edição de genoma. Assim que a Comissão publicar tal proposta legislativa, as negociações institucionais começarão. Como parte dessas negociações, o Parlamento Europeu e o Conselho decidirão sobre a adoção do texto legislativo final.

Outros países têm regulamentos diferentes em vigor

O consenso científico é que os riscos associados à edição do genoma são equivalentes aos do melhoramento convencional. Isso se reflete nas várias políticas regulatórias em todo o mundo. Embora em muitos países a edição do genoma seja fortemente regulamentada, especialmente em toda a Europa, em outros não é.

O KWS é um membro comprometido do projeto PILTON e apóia seus três principais objetivos:

  • Para fornecer um exemplo concreto do mundo real de novos métodos de melhoramento e seus benefícios.
  • Passar pelas etapas científicas para garantir o acesso justo, entender melhor e obter consenso para o setor de melhoramento de plantas.
  • Para se envolver com líderes políticos, políticos e o público sobre esta importante questão.

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Stephan Krings
Stephan Krings
Head of Global Marketing and Communications
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