Nova tecnologia genética triplica níveis de zinco no sorgo e abre caminho para combater a carência em micronutrientes
Investigadores do CIBIO-BIOPOLIS desenvolvem uma abordagem inovadora que transforma um sensor molecular das plantas num "interruptor sempre ligado", aumentando o valor nutritivo do cereal sem prejudicar o seu desenvolvimento.
Um novo estudo internacional, liderado por investigadores do CIBIO-BIOPOLIS (Universidade do Porto), em colaboração com o Carlsberg Research Laboratory, revela que a modulação de um sensor molecular permite obter variedades de sorgo com o triplo dos níveis de zinco. Os resultados, publicados na prestigiada revista científica New Phytologist, fornecem novas evidências de que é possível biofortificar culturas agrícolas essenciais com precisão, respondendo de forma sustentável à carência global de micronutrientes na população humana.
À medida que governos e organizações procuram soluções para carências nutricionais e para a segurança alimentar face ao aquecimento global, surgem dificuldades em aumentar a produtividade agrícola e o valor nutricional das culturas em solos empobrecidos. A deficiência de micronutrientes afeta mais de 2 mil milhões de pessoas, cerca de 30% da população mundial, sendo a carência de zinco uma das mais prevalentes. Compreender de que forma o conhecimento em nutrição e biotecnologia vegetal pode contribuir para alcançar estes objetivos tornou-se cada vez mais importante, dado que a carência de zinco afeta severamente o crescimento, o sistema imunitário e as funções cognitivas humanas.
Para responder a este desafio, a equipa de investigação analisou o gene SbFbZIP1 no sorgo (Sorghum bicolor), uma das culturas cerealíferas mais importantes do mundo e com elevada tolerância à seca. Os investigadores utilizaram uma coleção de variantes genéticas de sorgo, combinada com a tecnologia FIND-IT (Fast Identification of Nucleotide variants by droplet Digital PCR), para identificar uma mutação específica num único par de bases do "Sensor Motif" de zinco (ZSM) no gene SbFbZIP1. Este sensor permite às plantas avaliar os seus níveis de micronutriente zinco e, a partir daí, regular a sua absorção. Com a abordagem FIND-IT foram identificadas plantas com uma variante do sensor que funciona como um interruptor sempre ligado, sinalizando à planta que há uma deficiência de zinco e induzindo maior absorção e acumulação deste nutriente a partir do solo.
O estudo concluiu que:
- O teor de zinco triplica nos grãos: plantas com a variante do sensor acumulam três vezes mais zinco do que as variedades comuns de sorgo.
- Existe uma concentração acima das metas internacionais: os grãos de sorgo atingiram níveis de zinco entre 50 e 60 mg/kg de peso seco, superando largamente o teor normal de 20 mg/kg e a meta global de biofortificação estipulada em 32 mg/kg.
- Bom desenvolvimento das plantas: a variedade identificada apresenta desenvolvimento comparável ao das variedades comuns de sorgo.
"Este resultado exemplifica como a investigação fundamental em biologia de plantas, neste caso sobre a regulação molecular da nutrição vegetal, contribui para resolver problemas globais de nutrição humana de forma sustentável”, afirmou Ana Assunção, investigadora no CIBIO-BIOPOLIS e líder do estudo. Segundo os investigadores, estes resultados podem reforçar a segurança alimentar e ajudar ao planeamento estratégico agrícola face ao aquecimento global. Vão ajudar também à utilização mais eficiente dos nutrientes do solo, reduzindo a necessidade de fertilizantes, e incentivar a preservação dos recursos genéticos vegetais.
O sorgo é a primeira cultura em que a biofortificação em zinco, através da modulação deste sensor, está demonstrada. Os investigadores trabalham também na aplicação de soluções idênticas a outras culturas agrícolas de grande consumo global, visando contribuir para uma agricultura mais sustentável e nutritiva.
Artigo original:
Feixue Liao, Anko Blaakmeer, Liliana S. Silva, Søren Knudsen, Ana G. L. Assunção (2026). Point mutation in zinc sensor causes a threefold Zn level increase in Sorghum bicolor. New Phytologist. DOI: 10.1111/nph.71327