Cientistas sequenciam o genoma do Einkorn, o primeiro trigo domesticado há 12 mil anos
Einkorn (Triticum monococcum) foi a primeira espécie de trigo domesticada e foi fundamental para o nascimento da agricultura e para a Revolução Neolítica no Crescente Fértil, há cerca de 10.000 anos.
Agora, pesquisadores da Universidade de Maryland (UMD) geraram e analisaram conjuntos de genomas de variedades selvagens e domesticadas de Einkorn, a primeira cultura domesticada do mundo, e traçou sua história evolutiva, um avanço que ajudará identificar características genéticas, como doenças, seca e tolerância ao calor, e reintroduzir essas características no trigo moderno.
Seus resultados mostram que cerca de 1% do “subgenoma A” do trigo para pão moderno (Triticum aestivum) se origina do einkorn. Este trigo antigo poderia ajudar a salvaguardar o abastecimento alimentar mundial, aumentando a resistência à seca e às doenças em programas de melhoramento com o trigo para pão de hoje.
Este importante passo para proteger o abastecimento alimentar mundial contra as condições climáticas cada vez mais severas esperadas nos próximos anos foi publicado na revista Nature.
“A coisa mais interessante sobre o sequenciamento desse genoma é que o Einkorn é realmente uma espécie modelo que podemos usar para pesquisa, não apenas como referência para pão de trigo, mas também para outros grãos pequenos, como centeio, cevada e aveia”. Adam Schoen, co-primeiro autor do artigo e Ph.D. estudante trabalhando com o Professor Vijay Tiwari no Departamento de Ciências Vegetais e Arquitetura Paisagista.
O trigo Einkorn foi cultivado há 12.000 anos, mas à medida que a agricultura se espalhou pelo mundo, as pessoas o substituíram pelo trigo para pão, que criaram seletivamente por características como grão grande e fácil debulha. Após séculos de cultivo e seleção intensiva, o trigo panificável perdeu a sua resistência natural à seca, ao calor e às pragas, propriedades que o tornariam resiliente às atuais ameaças das alterações climáticas.
Mas o Eikorn, que ainda é cultivado em diversos ambientes e usado em certos pães rústicos, não foi criado por meio de seleção intensa, o que significa que mantém muitas de suas propriedades resistentes. E, ao contrário do pão de trigo, ainda existem variedades selvagens e domesticadas de Einkorn.
Determinar qual das centenas de milhares de genes no trigo panificável é responsável pelas propriedades de resistência é uma tarefa difícil. É aí que o Einkorn entra em ação. Tiwari lidera um programa de melhoramento em grande escala que visa reintroduzir genes de resiliência no trigo para pão e está usando o Einkorn como auxílio.
Ao comparar o genoma do Eikorn com o genoma do pão de trigo, que foi sequenciado em 2018, os investigadores podem agora procurar discrepâncias, restringindo alvos potenciais para características genéticas que diferem entre grãos antigos e modernos. O novo estudo sequenciou a variedade selvagem e doméstica de Einkorn, identificando cerca de 5 mil milhões de pares de bases que se combinam para formar genes individuais e colocando-os na ordem correta.
O estudo demonstrou que o trigo Einkorn pode ser usado para mapear características do trigo para pão moderno, mostrando que ambos os grãos compartilham o mesmo gene para influenciar o número de brotos que uma planta envia a partir de sua base. Desde a conclusão deste estudo, os pesquisadores da UMD já começaram a identificar genes economicamente importantes, como os do tamanho do grão, e a criá-los seletivamente no trigo para pão.
O genoma de referência também permite aos cientistas traçar a história evolutiva do trigo Einkorn, proporcionando assim uma visão da história humana. Os investigadores descobriram que o Einkorn hibridizou muitas vezes desde a sua domesticação inicial e dispersão pela Europa e Ásia Central. Uma análise detalhada do genoma poderia informar estudos antropológicos sobre migração e assentamento humano.
Outro avanço significativo no estudo foi a velocidade com que os pesquisadores sequenciaram todo o genoma de referência do Einkorn. Embora o genoma do pão de trigo tenha levado mais de uma década para ser sequenciado, o estudo atual foi concluído em pouco mais de um ano. Os pesquisadores creditam a colaboração de especialistas internacionais no consórcio de melhoramento do trigo liderado por Tiwary. Com especialistas em seis países em quatro continentes, a equipe aplicou à tarefa os métodos e tecnologias mais avançados de diversas áreas de especialidade.
“Este é o primeiro passo”, disse Tiwari. “Não estamos apenas colocando genes Einkorn no trigo para pão, mas agora temos a oportunidade de criar Einkorn para facilitar o cultivo e a colheita, porque é mais saudável e nutritivo do que o trigo para pão.”
