Saiba o que esperar da utilização do RNA de interferência no manejo de plantas daninhas e como essa tecnologia está sendo inserida no mercado.

Por Deise Cagliari

A biotecnologia está presente na vida do produtor rural desde o surgimento da agricultura. Nos cruzamentos tradicionais de plantas e animais, até mais recentemente, com o surgimento das ferramentas de manipulação genética, que levaram ao surgimento dos organismos geneticamente modificados (OGMs).

O RNA de interferência (RNAi) como ferramenta de manejo na agricultura começou a ser estudado por volta de 2007 (primeiros trabalhos publicados). Para falarmos sobre o modo de ação do RNAi, vamos primeiro fazer uma revisão bem rápida sobre a síntese de compostos em nível celular.

Quando nós queremos construir uma casa, por exemplo, precisamos de tijolos, areia, argamassa, entre outros. Esses materiais irão dar a estrutura e sustentar a casa. Então, vamos a uma loja de construção e compramos os materiais necessários. Em nível celular, podemos dizer que o processo é de certa maneira semelhante. Contudo, o “lugar das compras” é o DNA.

O DNA é uma sequencia de letras – Adenina (A), Timina (T), Citosina (C) e Guanina (G) – que quando combinadas, formam o código genético. Sequencias específicas dessas letras formam os genes e é nesse código que estão as informações necessárias para a síntese dos componentes responsáveis pela manutenção da vida dos organismos.

Porém, a célula precisa em primeiro lugar, processar a informação contida no DNA (Figura 1).

A informação contida nos genes é copiada pela maquinaria celular (transcrita), formando uma outra molécula, o RNA mensageiro (RNAm). A partir desse RNAm, que são então produzidas as proteínas. As proteínas, assim como os materiais de construção da casa, são as moléculas necessárias para a manutenção e sustentação da vida dos organismos.

Mas qual a relação entre a produção de proteínas e o RNA de interferência?

O RNAi é uma tecnologia com a qual conseguimos impedir que a molécula de RNAm seja convertida em proteína. Uma vez que a célula não consegue sintetizar determinada proteína, o organismo acaba morrendo (Figura 2).

Pelas características que a molécula de RNA de interferência possui, essa tecnologia permite uma grande especificidade na hora da escolha do gene alvo a ser silenciado, evitando assim danos a organismos não-alvos.

Em 2012, os cientistas conseguiram, pela primeira vez, modificar geneticamente plantas de milho, fazendo com que essas produzissem (expressassem) as “moléculas de RNAi”. As plantas que produziram as moléculas de RNAi se mostraram resistentes ao ataque da larva-alfinete, um inseto-praga que se alimenta das raízes das plantas de milho.

A partir de então, o que vemos é uma evolução cada vez maior da tecnologia, desde o desenvolvimento de novas plantas transgênicas até a aplicação via não-transformativa (ex.: via pulverização foliar).

A aplicação das moléculas de RNAi via pulverização foliar, é umas das estratégias de aplicação dessa tecnologia muito promissora e que tem recebido uma grande atenção dos pesquisadores. Atualmente, estudos têm mostrado a eficiência cada vez maior dessa tecnologia no controle de insetos e patógenos.

RNA de interferência no manejo de plantas daninhas

A utilização do RNAi no manejo de plantas daninhas ainda é recente e possui um vasto campo a ser explorado. A utilização direta do RNAi como uma ferramenta de controle (Herbicida RNAi) é umas das possíveis estratégias de utilização da tecnologia (Figura 3). Com a possibilidade de seleção de moléculas de RNAi especificas, e os avanços na formulação utilizando RNAi, o controle de plantas daninhas utilizando “herbicidas RNAi” através de pulverizações é uma área que vem sendo estudada.

Contudo, atualmente as pesquisas estão mais voltadas a utilização dessa tecnologia na supressão da resistência em populações de plantas resistentes (Figura 3). Mas como isso seria possível?

Em plantas daninhas, a resistência aos herbicidas é resultado, na grande maioria dos casos, de mudanças bioquímicas ou alterações fenológicas. Dentre as alterações bioquímicas que podem ocorrer, está a capacidade desenvolvida pelos biótipos resistentes de degradar rapidamente os herbicidas em compostos menos ou não tóxicos.

Através da aplicação das moléculas de RNA de interferência, podemos reduzir a expressão dos genes responsáveis pela degradação dos herbicidas, e a planta daninha passa então a ser susceptível novamente ao herbicida.

Nesse sistema, tem-se a associação do herbicida + a molécula de RNAi, em aplicações foliares, possibilitando assim o manejo de populações resistentes. Utilizando a tecnologia BioDirect™ (glifosato + molécula de RNAi) (Bayer), os pesquisadores conseguiram reverter a resistência em caruru (Amaranthus palmeri e A. tuberculatus).

Essa tecnologia também foi eficiente na reversão da resistência em plantas daninhas resistentes aos herbicidas inibidores da ALS, Protox e HPPD.

Porém, a utilização do RNAi no manejo de plantas daninhas ainda não é uma ferramenta disponível ao produtor. Algumas lacunas da tecnologia ainda precisam ser preenchidas e solucionadas. Contudo, assim que chegar ao mercado (espera-se que em breve), o RNAi será mais uma ferramenta que poderá auxiliar o produtor no manejo de insetos, patógenos e plantas daninhas no campo.

Referências

Baum, J. A., et al. Control of coleopteran insect pests through RNA interference. Nature Biotechnology 25, 1322–1326, 2007

Reddy, K.N.; Jha, P. Herbicide-resistant weeds: Management strategies and upcoming technologies. Indian Journal of Weed Science, v.48, p.108-111, 2016.

Vrbničanin, S., Pavlović, D., Božić, D. Weed Resistance to Herbicides. In: Herbicide Resistance in Weeds and Crops, IntechOpen, 2017.

Sammons, D. et al. BIODIRECT™ and managing herbicide-resistant Amaranths. Abstract 222 in Proceedings of the Weed Science Society of America. Lexington, KY: Weed Science Society of America, 2015.

A autora

Engenheira Agrônoma formada pela Universidade Federal de Santa Maria (2013) e mestre em Agronomia pela mesma instituição (2015). Em 2015/16 participou de um programa de treinamento agrícola no Estados Unidos na área de Manejo Integrado de Pragas. Em 2017 iniciou o doutorado em Fitossanidade na Universidade Federal de Pelotas sob orientação do professor Dr. Moisés Zotti e na modalidade cotutela em Engenharia de Biociências pela Universidade de Ghent sob orientação do professor Dr. Guy Smagghe. Vêm realizando pesquisas/trabalhos na área de entomologia a mais de 10 anos. Contato: deisecagliari@gmail.com