Melhoramento Genético: Marcadores proteicos no trigo

  • 17/02/2020
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  • Categoria(s): Notícias Agrí­colas |

Melhoramento Genético

Os marcadores genéticos são marcas que podem ser obtidas através de proteínas, de isoenzimas e do DNA. No trigo, os marcadores proteicos constituem outra classe de marcadores que comumente são designados dessa forma por estarem relacionados com proteínas de reserva, diferenciando-os dos bioquímicos. No conteúdo a seguir, são abordadas as proteínas de reserva de trigo e que mundialmente são usadas na seleção assistida para os programas de melhoramento genético.

O trigo possui diversos marcadores genéticos, mas entre os marcadores proteicos, os principais são as gluteninas e gliadinas. Durante o processo de panificação, as proteínas do glúten são responsáveis, entre os componentes da farinha de trigo, pela formação de uma rede visco elástica a qual, ao sustentar o gás produzido pela fermentação, dá forma ao pão. Essas proteínas de reserva estão presentes no endosperma da semente e são as principais responsáveis pela qualidade de panificação, representando 85% das proteínas da farinha.

Os marcadores moleculares do trigo também tem importante papel na associação com fatores abióticos como à tolerância à germinação na espiga, à tolerância ao alumínio, à seca e a qualidade tecnológica. Já com relação aos fatores bióticos considerados na produção de trigo, está a resistência à ferrugem da folha, à brusone, entre outras características de valor agronômico.

Segundo um estudo produzido pela Embrapa Trigo na área de melhoramento genético, o glúten é formado por várias proteínas que podem ser visualizadas por meio de eletroforese, sendo constituídas por amplo espectro de peso molecular. Essas proteínas são classificadas em dois grupos: as gluteninas (alto e baixo peso molecular), responsáveis pela elasticidade, e as gliadinas, responsáveis pelas características de viscosidade. Cada proteína é produto de, pelo menos, um gene, sem haver modificações pós-traducionais, excetuando-se a formação de pontes de dissulfeto.

Os padrões eletroforéticos de alto peso molecular permitem prever a qualidade de panificação de um genótipo de trigo. Desse modo, é amplamente aceito que a qualidade industrial de trigo é determinada, principalmente, pela fração das proteínas do glúten do grão, a qual é extremamente influenciada pelos alelos dos locos que codificam essas proteínas, revestindo-se de grande importância prática a identificação desses alelos.

A técnica SDS-PAGE, baseada na eletroforese em gel de poliacrilamida e o uso de dodecil sulfato de sódio (SDS), permite que variantes alélicas dos locos Glu-1 sejam facilmente detectadas. Isso permite que, em um programa de melhoramento genético visando à qualidade tecnológica de trigo, seja usada tal ferramenta tecnológica para seleção dos alelos Gs APM mais favoráveis.

As subunidades de gluteninas de alto peso molecular e a qualidade de panificação foram usadas para criar um escore para qualidade do loco Glu-1. O escore de Glu-1 foi calculado baseado na relação entre subunidades de gluteninas de alto peso molecular e a qualidade determinada pelo teste de sedimentação com dodecil sulfato de sódio. Além disso, os padrões eletroforéticos obtidos com essas proteínas podem relacionar 69 % da variação da qualidade de panificação em um genótipo de trigo.

As gliadinas são proteínas monoméricas álcool-solúveis do endosperma de trigo e responsáveis pela extensibilidade da massa para produção de pão. As gliadinas, prolaminas de baixo peso molecular, têm composições características do genótipo e são independentes das condições de crescimento, sendo sua análise atrativa para identificação varietal.

Na análise das gliadinas, os grupos são separados de acordo com seu decréscimo na mobilidade eletroforética em gel ácido de poliacrilamida (A-PAGE). Essa técnica de melhoramento genético baseia-se na extração dessa proteína do grão com solução de etanol e uso do lactato de alumínio na solução de extração, em vez de SDS.

Recentemente, a caracterização de gliadinas para identificação varietal de cereais tem sido feita por técnica de melhoramento genético denominada HPCE - Eletroforese Capilar de Alta Resolução, "High Performance Capillary Electrophoresis", o método é eficiente também na diferenciação em casos de cultivares com parentesco próximo ("closed related"), como linhas irmãs e intercruzamentos.

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Conteúdo baseado no artigo “Marcadores proteicos - gliadinas e gluteninas de alto e baixo peso molecular” via Embrapa Trigo.

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