Nova técnica permite regeneração direta de plantas transgênicas

Pesquisadores desenvolveram um novo método para gerar plantas transgênicas. Isso com edição genética de forma direta, rápida e com alta eficiência. O sistema substitui os tradicionais protocolos de cultura de tecidos, geralmente longos e onerosos, por uma abordagem que utiliza a resposta natural das plantas a ferimentos para ativar genes regenerativos e editores.

A técnica combina três componentes principais: o gene regulador WIND1, que responde a danos nos tecidos; o promotor ESR1, que ativa genes de regeneração; e o gene ipt, envolvido na produção de citocininas. Juntos, esses elementos formam uma cascata sintética que induz o surgimento de novos meristemas e permite a formação de brotos diretamente em regiões podadas das plantas.

A estratégia foi testada com sucesso em três espécies: Nicotiana benthamiana, tomate e soja. Nos dois primeiros casos, o método resultou em regeneração eficiente de brotos transgênicos e mutantes, com taxas de transformação superiores às dos métodos tradicionais.

Regeneração sem cultura de tecidos

Nos sistemas convencionais, a transformação genética de plantas depende da regeneração de tecidos cultivados in vitro, processo que pode levar meses e exige condições controladas de luz, temperatura, meio de cultura e aplicação de fitohormônios. Essa abordagem, além de trabalhosa, funciona bem apenas em algumas espécies e genótipos.

Para contornar esse gargalo, os autores utilizaram o gene WIND1, um regulador mestre da resposta a ferimentos, que ativa a reprogramação celular. Esse gene ativa o promotor ESR1, que por sua vez controla a expressão de genes como o ipt, essencial para a produção de citocininas, hormônios vegetais que promovem a organogênese.

Com a introdução dessa combinação em plantas jovens (menos de um mês de idade), os cientistas observaram formação de calos e brotos diretamente nos locais de poda, sem a necessidade de meio de cultura com hormônios. A regeneração começou em menos de duas semanas.

Tabaco, tomate e soja

Em tabaco, o método apresentou taxa média de regeneração de 71%, com 35% das plantas transformadas e 10% com mutações no gene PDS, utilizadas como marcador de edição. Brotos com mutações em ambos os alelos apresentaram coloração albina, permitindo fácil identificação.

No tomate, a taxa de regeneração atingiu 52%, com 21% das plantas confirmadas como transgênicas. Apesar disso, algumas plantas transformadas apresentaram problemas de fertilidade, possivelmente ligados à alta expressão do gene repórter RUBY, que causa coloração vermelha intensa.

Na soja, a aplicação direta no caule não gerou brotos, embora tenha induzido formação de calos. Para contornar essa limitação, os autores adaptaram o protocolo para usar o eixo embrionário como explante, método que resultou em regeneração de brotos em 80% dos casos. A taxa de transformação foi de 28% e a edição genética atingiu 12%, com mutações bialélicas no gene PDS.

Outras informações em doi.org/10.1016/j.molp.2025.09.017