Universidade de Idaho preserva criogenicamente o germoplasma da batata para pesquisadores e produtores de sementes
O Programa de Germoplasma de Batata-Semente da Universidade de Idaho está treinando funcionários para operar uma nova unidade de criopreservação na qual o vapor de nitrogênio líquido congelará o tecido da batata-semente para armazenamento de longo prazo a 320 graus negativos.
O laboratório produz germoplasma de batata livre de doenças para produtores e pesquisadores nacionais e internacionais de batata-semente.
A unidade de criopreservação em fase vapor terá capacidade para armazenar meristemas de até 1.800 variedades de batata e importantes clones de reprodução. O tecido meristemático é a parte de uma planta em crescimento ativo, localizada na ponta do broto, e pode ser usado para reproduzir uma planta inteira.
Uma gota contendo 10 meristemas, cada um com cerca de um milímetro de comprimento, será vitrificada em uma tira de papel alumínio e colocada em um frasco de 2 mililitros. Caixas contendo cada uma 100 frascos serão armazenadas em prateleiras acima do nitrogênio líquido, dentro de um tanque de 495 libras com 61 polegadas de altura e 31 polegadas de diâmetro.
Treinamento e planos futuros
Oito estudantes de graduação com especialização em ciências vegetais trabalham no laboratório. Eles concluirão o treinamento e começarão a congelar suas primeiras amostras para armazenamento de longo prazo. Eles prevêem preservar criogenicamente e verificar a viabilidade de 20 linhas no primeiro ano de operação.
A unidade será financiada com uma doação de US$ 50.000 da Atchley Foundation Charitable Trust, iniciada pelos agricultores de batata-semente de Ashton, Clen e Emma Atchley.
A universidade comprou sua nova unidade por US$24 mil de um distribuidor com sede na Califórnia, a Pacific Science. O restante da doação da Fundação Atchley cobriu frascos, caixas, mangueiras e outros equipamentos e suprimentos necessários.
Impacto Global da Universidade de Idaho
A Universidade de Idaho envia mais de 300.000 mudas de batata livres de doenças e cerca de 2.500 libras de minitubérculos em todo o mundo a cada ano para pesquisadores e produtores de sementes. Os minitubérculos são produzidos através do estabelecimento de plântulas in vitro limpas e cultivadas em laboratório na estufa, e os tubérculos resultantes são então plantados no campo no ano seguinte pelos produtores de sementes.
Cerca de 90% das batatas cultivadas em Idaho e 60% das batatas cultivadas em todo o país são originárias da Universidade de Idaho, que iniciou o seu programa de germoplasma em 1983.
Benefícios da Nova Tecnologia
Tanto as novas instalações quanto a tecnologia de criopreservação ajudarão a Universidade de Idaho a manter a genética da mais alta qualidade. A unidade de criopreservação permitirá aos pesquisadores a armazenarem de forma mais eficiente uma biblioteca de clones e cultivares de melhoramento de batata, ajudando os programas de melhoramento a enfrentar desafios futuros, como mudanças climáticas, pragas e doenças.
“É importante porque nos permite armazenar grandes quantidades de material geneticamente diverso para fins de melhoramento futuro”, disse Shannon Kuhl, diretora interina do laboratório de germoplasma da batata-semente.
As unidades de fase vapor são mais eficientes e menos propensas à contaminação de amostras do que as unidades de criopreservação que congelam amostras diretamente em nitrogênio líquido.
A escolha do equipamento de Kuhl foi informada por uma viagem que ela fez ao Centro Internacional da Batata (CIP) do Peru no outono passado, onde recebeu treinamento em criopreservação de germoplasma de batata. O centro no Peru está entre um punhado de instalações que já utilizam unidades semelhantes para armazenamento de germoplasma de batata. Kuhl prevê expandir para operar unidades adicionais no laboratório do campus de Moscou no futuro.
O laboratório preservará de 100 a 150 meristemas por cultivar e descongelará periodicamente uma amostra de meristemas de um agrupamento para testar a viabilidade. O CIP relata uma taxa média de sobrevivência por meristema de 60%.
Métodos Tradicionais vs. Métodos de Criopreservação
Até o momento, Kuhl e sua equipe preservaram o germoplasma da batata cultivando plantas e criando clones usando estacas de caule a cada quatro ou seis semanas. Esse processo é demorado e também pode ocasionalmente levar a mutações genéticas.
“A qualidade das plantas pode mudar. Tivemos mudanças na cor das folhas e das flores ao longo do tempo”, disse Kuhl, explicando que seu laboratório deve trazer germoplasma substituto de outros programas quando isso acontecer.
“Com a criopreservação, as chances de mutações no germoplasma da batata são reduzidas, o que proporcionará armazenamento estável e de longo prazo.”
A tecnologia de criopreservação também será utilizada para eliminar vírus em novos clones de batata que serão submetidos à instalação para armazenamento e distribuição. O método atual de limpeza de novos clones envolve uma combinação de quimioterapia e exposição ao calor, repetida ao longo de vários ciclos de corte e crescimento de caules de plantas. O processo leva um ano e meio para garantir que um clone esteja livre de vírus e doenças.
A limpeza de um clone numa unidade de criopreservação, por outro lado, demora apenas alguns meses – o tecido meristemático é congelado durante cerca de uma semana e depois descongelado e transformado numa plântula viável.
Visão futura
“Acho que com nosso novo prédio precisamos melhorar um pouco nosso jogo”, disse Kuhl. “Com o financiamento da Fundação Atchley seremos capazes de fazer exatamente isso. Estamos muito agradecidos.”
Emma Atchley acredita que o investimento trará grandes dividendos tanto para os produtores de sementes de primeira geração como para os programas de desenvolvimento de variedades de batata. Ela e o marido começaram inicialmente com sementes cultivadas em locais remotos para propagar sementes de primeira geração, mas não ficaram satisfeitos com a qualidade resultante. A fazenda deles tem tido uma qualidade muito melhor desde que a Universidade de Idaho começou a fornecer seu germoplasma. Emma Atchley acredita que a capacidade de iniciar a produção de sementes com material completamente livre de doenças reduziu consideravelmente a prevalência de certas doenças e eliminou o vírus do leafroll da batata como uma doença preocupante para a indústria.
“Sentimos que queríamos apoiar a universidade. Tivemos uma qualidade incrível. Durante mais de 30 anos nunca tivemos problemas de doença”, disse Emma Atchley. “Não podemos dizer o suficiente sobre ter essas instalações na Universidade de Idaho. É uma indústria mundial, temos reconhecimento mundial e o estado deve ter investigação e instalações de classe mundial para apoiar essa investigação.”
Autor desta matéria:
John O'Connell, Diretor Assistente de Comunicações, Faculdade de Ciências Agrícolas e da Vida
