Nova plataforma de genotipagem da Embrapa Trigo acelera pesquisa e desenvolvimento de cultivares mais produtivas

Um avanço tecnológico na Embrapa Trigo introduz uma plataforma de genotipagem de segunda geração que automatiza o preparo de amostras de DNA de trigo, reduzindo o tempo de dias para cerca de 12 horas e diminuindo os custos da pesquisa. O ganho de eficiência acelera a identificação de marcadores genéticos ligados à produtividade e à resistência a doenças, o que impacta diretamente programas de melhoramento, empresas do setor agroindustrial e contribuintes envolvidos em pesquisa e desenvolvimento.

A evolução ocorreu na passagem das análises manuais em gel para sistemas de eletroforese e, mais recentemente, para o sequenciamento de segunda geração. Com a chegada de dois equipamentos — o ION Chef e o ION GeneStudio S5 Plus —, a rotina do Laboratório de Biotecnologia da Embrapa Trigo foi atualizada para genotipagem em larga escala com alta precisão.

Principais mudanças e tecnologia envolvida

A plataforma combina o preparo automatizado de amostras com o sequenciamento de segunda geração, permitindo análises simultâneas de várias amostras com alto detalhamento genético. Essa adoção já está incorporada à rotina do Laboratório de Biotecnologia da Embrapa Trigo.

Equipamentos e fluxo de trabalho

• ION Chef: responsável pelo preparo das amostras.
• ION GeneStudio S5 Plus: realiza o sequenciamento.
• O sequenciamento de segunda geração permite genotipagem em larga escala com alta precisão.

Resultados e capacidade de geração de dados

• Com a plataforma, é possível analisar 384 amostras com 202 marcadores de DNA, resultando em aproximadamente 80 mil data points.
• O genoma do trigo é cinco vezes maior que o genoma humano, o que ressalta o desafio técnico superado pela plataforma.
• O grupo já possui informações de 5 mil marcadores para o trigo e 3.500 marcadores para cevada compatíveis com a plataforma.

Impactos no melhoramento genético

O uso de marcadores associados a genes de interesse facilita a seleção de linhagens com características desejáveis. Um painel de marcadores específico para trigo foi desenvolvido para uso nessa plataforma, e o uso de dados moleculares acelera a geração de novas cultivares e a identificação de alelos de interesse.

É importante destacar que, embora o marcador seja útil, a reação das plantas a condições de campo ainda precisa ser verificada; a identificação da resistência à brusone, por exemplo, envolve avaliações em campo para confirmar a efetividade do marcador.

Experimentos e potenciais adicionais

Além do uso em melhoramento, a plataforma permite extrair DNA de solos para identificar microrganismos benéficos e correlacionar o perfil molecular do solo com fatores de produção. Também é possível caracterizar marcadores relacionados a genes que podem influenciar a resposta imunológica ao glúten, contribuindo para pesquisas sobre trigos para celíacos. Pesquisas futuras incluem análises de expressão gênica por RNAseq e sequenciamento de pequenos genomas, entre outras possibilidades.

Impactos práticos

Para diferentes atores do setor, a nova plataforma traz implicações rápidas e tangíveis:

• Empresas: ganho de eficiência na geração de dados moleculares, redução de custos e aceleração de projetos de melhoramento, com maior escalabilidade para cruzamentos e seleção assistida.
• Produtores rurais: disponibilidade de cultivares com características desejáveis, incluindo resistência genética, com o apoio de programas de melhoramento mais ágeis e base de dados de marcadores.
• Profissionais da saúde: avanços na pesquisa sobre marcadores associados a proteínas ligadas à resposta imunológica ao glúten, que pode orientar estudos relacionados a alimentações para celíacos e saúde intestinal.
• Empregadores: necessidade de treinamento e gestão de dados para operar a nova plataforma, com ganhos de produtividade e atualização tecnológica da equipe de pesquisa.

Conclusão

A introdução da plataforma de genotipagem de segunda geração na Embrapa Trigo representa um marco no aperfeiçoamento genético da cultura. Ao reduzir prazos, ampliar a capacidade de análise e ampliar o conjunto de marcadores disponíveis, a ferramenta fortalece o trabalho de melhoria genética, com impactos potenciais na produtividade, na resistência a doenças e na qualidade do trigo. Empresas, produtores rurais e profissionais de pesquisa devem acompanhar as evoluções tecnológicas e manter o foco em obrigações regulatórias, gestão de dados e qualidade das informações geradas pela genotipagem.