Equipa de investigação consegue um avanço na criação de favas resistentes ao inverno
Um gene faz a diferença
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A fava é uma cultura antiga. É particularmente valiosa porque é rica em proteínas e pode converter o azoto do ar numa forma que pode ser utilizada pelas plantas no solo. Este facto torna-a uma alternativa sustentável à soja, especialmente na Europa. No entanto, muitas variedades não são resistentes ao inverno. Nas regiões frias, não sobrevivem às geadas.
Em primeiro lugar, a equipa de investigação conseguiu melhorar significativamente o genoma de referência da fava. Foram utilizados vários métodos, como o mapeamento ótico, para montar com maior precisão as secções individuais do genoma. "Dr. Murukarthick Jayakodi, que criou uma referência inicial do genoma no IPK em 2023. Com base nisto, numa segunda fase, os investigadores examinaram mais de 400 linhas de inverno e de verão e compararam sistematicamente o material genético correspondente.
Ao mesmo tempo, efectuaram análises de associação. Estas análises examinam quais as diferenças genéticas que estão associadas a determinadas caraterísticas - neste caso, a robustez invernal. Também investigaram quais os genes que são activados em condições de frio. Estavam particularmente interessados em genes já conhecidos por estarem envolvidos na resistência ao frio noutras espécies de plantas.
"Ficámos surpreendidos ao descobrir que um único alelo num único locus genético é suficiente para distinguir as variedades de inverno das de verão", disse Hailin Zhang, o primeiro autor do estudo. Isto é comparável a um interrutor de luz: ou está ligado ou está desligado. Dependendo da variante deste gene, a planta é resistente ao inverno - ou não.
Este locus genético exato também surgiu como o sinal mais forte numa análise da resistência ao inverno. Os genes aí localizados pertencem ao grupo dos factores de transcrição CBF/DREB. Estes genes de comutação activam muitos outros mecanismos de proteção no tempo frio. "Conseguimos demonstrar que estes genes são significativamente activados em condições de frio. Isto confirma que desempenham um papel central na tolerância à geada", explicou Hailin Zhang. Estes genes podem ser considerados como uma espécie de plano de emergência. Quando a temperatura desce, o plano é ativado e a planta prepara-se para a geada.
Mas isso não é tudo. O mesmo locus genético também foi associado a rendimentos estáveis em diferentes ambientes. O facto de o mesmo locus genético influenciar tanto a robustez invernal como a estabilidade do rendimento foi uma descoberta especialmente excitante para nós", disse o Dr. Martin Mascher, chefe do grupo de investigação "Domestication Genomics" no IPK. Isto significa que este único "centro de controlo" genético tem vários efeitos significativos. Este novo conhecimento pode acelerar a criação de feijões robustos de inverno, que rendem quase 50% mais na Europa. Como fonte interna de proteínas, podem também reduzir a dependência das importações.
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Publicação original
Hailin Zhang, Alex Windhorst, Elesandro Bornhofen, Zuzana Tulpova, Petr Novak, Jiri Macas, Hana Simkova, Marcin Nadzieja, Jung Min Kim, Dustin Cram, Yongguo Cao, David J. F. Konkin, Olaf Sass, Gregor Welna, Axel Himmelbach, Martin Mascher, Wolfgang Link, Soon-Jae Kwon, Tae-Jin Yang, Stig Uggerhøj Andersen, Murukarthick Jayakodi; "Allelic variation at a single locus distinguishes spring and winter faba beans"; Nature Genetics, 2026-3-10
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