Melhorista desenvolve uma batata que suporta um maior período de armazenamento
Uma nova batata geneticamente modificada desenvolvida pelo melhorista de batatas da Universidade Estadual de Michigan, Dave Douches, recebeu isenção das regulamentações de biotecnologia impostas a produtos geneticamente modificados pelo Serviço de Inspeção de Saúde Animal e Vegetal do Departamento de Agricultura dos EUA (USDA APHIS).
A batata Kal91.3 é produzida a partir de uma variedade de batata chamada de “Kalkaska”. A batata recém-desenvolvida pode ser armazenada em temperaturas baixas por longos períodos de tempo sem sacarose, o composto cujo açúcar é normalmente armazenado nas batatas, convertendo-se em açúcares redutores, como frutose e glicose. Sem tantos açúcares redutores, o escurecimento e a caramelização podem ser minimizados na batata Kal91.3, levando a produtos mais saudáveis e de maior qualidade, incluindo batatas fritas.
A batata Kal91.3 também pode reduzir o impacto ambiental do processo de cultivo sem tantos fertilizantes e pesticidas necessários para manter a batata durante o armazenamento.
A sacarose é decomposta nas batatas pela invertase do ácido vacuolar, uma enzima reativa ao ambiente externo das plantas, como a temperatura. Há cerca de 10 anos, Jiming Jiang, professor da Fundação MSU nos departamentos de Horticultura e Biologia Vegetal, publicou descobertas sobre como silenciar ou suprimir o gene que produz a invertase do ácido vacuolar nas batatas.
Esta descoberta despertou o interesse de Douches, professor do Departamento de Solo Vegetal e Ciências Microbianas e diretor do Programa de Melhoramento e Genética de Batata da MSU, para encontrar uma maneira de corrigir o desequilíbrio de açúcar que pode ocorrer em algumas das batatas comerciais de Michigan.
“Sempre achei que, como melhorista de batata da MSU, valeria a pena usar a biotecnologia como ferramenta para melhorar as batatas”, disse Douches. “Temos chips de batatas que funcionam bem e fazem o seu trabalho, mas eu queria pegar esse gene e descobrir se ele poderia melhorar uma batata que estava tendo problemas com seus açúcares.
“Criar batatas é bastante desafiador porque precisamos alinhar muitas características importantes, mas, neste caso, precisávamos apenas de uma característica para corrigir o problema. Usando esta estratégia biotecnológica, conseguimos transformar uma batata que nos causava problemas numa que agora é comercialmente valiosa.”
Após vários experimentos realizados entre 2014 e 2015, Douches desenvolveu uma construção de interferência de RNA (RNAi) que silenciou a invertase do ácido vacuolar em batatas Kalkaska.
De 2016 a 2023, Douches testou as características agronômicas da batata Kal91.3 e descobriu que ela tinha bom formato, tamanho e gravidade específica, a medição do teor de amido em comparação com a água na batata.
Historicamente, muitos agricultores armazenaram batatas lascadas a cerca de 10ºC para evitar que a invertase do ácido vacuolar respondesse a temperaturas mais frias e convertesse a sacarose em açúcares redutores, mas isso deixou as batatas mais suscetíveis ao apodrecimento do armazenamento e à perda de umidade. A batata Kal91.3, no entanto, demonstrou a capacidade de ser armazenada a 4,5ºC, mantendo o seu equilíbrio de açúcar.
“Há um valor duplo nisso”, disse Douches. “A primeira é estabilizarmos os açúcares. O silenciamento da invertase retarda a conversão da sacarose em frutose e glicose, estabilizando o açúcar da batata durante o armazenamento. Está acalmando a batata do ponto de vista do metabolismo. A segunda é que nos beneficiamos por poder armazenar a batata por longos períodos de tempo em temperaturas mais baixas.”
Em janeiro, Douches recebeu um aviso do USDA APHIS de que a batata Kal91.3 provou não representar um risco aumentado de pragas de plantas em relação à sua contraparte cultivada convencionalmente, tornando-a assim isenta dos regulamentos biotecnológicos que o USDA APHIS impõe a outros produtos geneticamente modificados. Esta notícia significou que os reguladores do USDA APHIS concluíram que a batata Kal91.3 poderia ter sido desenvolvida usando técnicas de melhoramento tradicionais.
Uma pesquisa publicada no início deste ano por Jiang e Douches detalhou maneiras de editar o gene descoberto como responsável pela adoçante induzido pelo frio, o acúmulo de frutose e glicose nas batatas durante o armazenamento refrigerado. A tecnologia utilizada nessa pesquisa e na batata Kal91.3 atinge o mesmo objetivo de diminuir o acúmulo de açúcares redutores, mas funciona de forma diferente, segundo Douches.
“Na batata Kal91.3, estamos colocando o gene em uma orientação específica no DNA que diz à batata que o gene não funcionará tão bem como antes, isso é chamado de silenciamento”, disse Douches. “Na abordagem do Dr. Jiang, ele encontrou uma maneira de eliminar um segmento do promotor, parte do gene que contém informações sobre como o próprio gene deveria funcionar. Isso leva ao mesmo resultado que o silenciamento.
“Sua nova abordagem é mais uma abordagem de edição genética, enquanto minha abordagem atual é mais uma abordagem de engenharia genética.”
A batata Kal91.3 não é a primeira batata geneticamente modificada com silenciamento de invertase a ser isenta da regulamentação do USDA APHIS. No entanto, é o primeiro vegetal geneticamente modificado desenvolvido por uma universidade com concessão de terras a ser isento de regulamentação, de acordo com o site APHIS do USDA.
Douches e sua equipe estão agora trabalhando com líderes da indústria de batata de Michigan para avaliar o impacto potencial que a batata Kal91.3 pode ter na indústria do estado, especificamente com lascas.
Michigan é o oitavo maior produtor de batatas dos EUA, com 70% utilizado para batatas fritas.
Kelly Turner, diretora executiva da Comissão da Indústria de Batata de Michigan, disse que a capacidade de armazenamento da batata Kal91.3 tem a chance de estabilizar ainda mais a indústria de batata de Michigan com um fornecimento constante de batatas ao longo do ano, mesmo quando não há colheitas frescas disponíveis. Ela também disse que a diminuição da frutose e da glicose encontrada na batata pode levar a um chip mais crocante, saudável e saboroso.
Além dos benefícios que pode criar para produtores e consumidores, a batata Kal91.3 — e outras semelhantes — também pode beneficiar o ambiente e ajudar a indústria a tornar-se mais sustentável no meio de padrões climáticos em mudança, de acordo com Turner.
“A batata Kal91.3 não só tem um elevado teor de nutrientes, mas também pode ser cultivada utilizando menos fertilizantes e pesticidas, reduzindo assim o risco ambiental e a pegada do processo de cultivo da batata”, disse Turner. “Batatas como Kal91.3 também apresentam oportunidades para lidar com as mudanças climáticas e nos padrões climáticos, ajudando as batatas a serem mais tolerantes durante períodos de seca e outras tensões abióticas. Isto ajuda a estabilizar os rendimentos e a garantir a segurança alimentar, ao mesmo tempo que mantém a diligência ambiental sob condições climáticas em mudança.”
Turner disse que a parceria da indústria com a MSU para avançar na pesquisa em áreas como a batata Kal91.3 é fundamental para se manter à frente de novos desenvolvimentos e fornecer aos produtores os novos recursos necessários para avançar.
“Os projetos de pesquisa colaborativos entre a MSU e a indústria da batata centram-se na resolução de problemas práticos, tais como o aumento da resistência a doenças, o combate a pragas e a melhoria do rendimento das colheitas através de modificações genéticas”, disse Turner. “Essas iniciativas conjuntas garantem que os esforços de pesquisa estejam alinhados com as necessidades da indústria, levando a soluções que são diretamente aplicáveis aos desafios do mundo real enfrentados pelos produtores e processadores de batata.”
