Genes descobertos em estudo global podem turbinar o capim-elefante

Uma colaboração científica internacional, com participação da Embrapa, decifrou os genomas de 450 genótipos de capim-elefante (Cenchrus purpureus) coletados em 18 países. O estudo revelou mais de 170 milhões de variações no DNA da planta e mapeou genes associados à produtividade, valor nutritivo e potencial energético.

Os resultados, publicados na revista científica G3: Genes|Genomes|Genetics, representam um marco para o melhoramento genético de forrageiras tropicais e para o avanço da bioenergia sustentável.

Parceria global para estudar o capim-elefante

O trabalho foi conduzido por nove instituições internacionais de pesquisa, sob coordenação do International Livestock Research Institute (ILRI), sediado no Quênia. O Brasil teve papel de destaque, com a participação de três pesquisadores da Embrapa Gado de Leite (MG), reforçando o protagonismo do país em biotecnologia agrícola.

O projeto teve início em 2020 e reuniu amostras de capim-elefante mantidas em bancos de germoplasma de cinco instituições de três continentes: ILRI, Embrapa, USDA (Estados Unidos), Lanzhou University (China) e Kenya Agricultural and Livestock Research Organization.

170 milhões de variações genéticas identificadas

De acordo com o pesquisador Jorge Fernando Pereira, da Embrapa, o sequenciamento revelou uma diversidade genética sem precedentes para a espécie. A partir desses dados, os cientistas realizaram um estudo de associação genômica (GWAS) para localizar os chamados QTLs (Quantitative Trait Loci) — regiões do DNA relacionadas a características agronômicas desejáveis.

Foram identificados múltiplos QTLs associados a fatores como produção de biomassa, teor de nitrogênio (que determina o valor nutritivo da forragem) e teor de celulose (fundamental para biocombustíveis e digestibilidade).

“Com a identificação desses genes, os programas de melhoramento genético poderão ser acelerados e direcionados, permitindo o desenvolvimento de novas variedades de capim-elefante mais produtivas, mais tolerantes à seca e menos dependentes de fertilizantes”, afirma Pereira.

Capim-elefante: base da pecuária tropical e da bioenergia

Originário da África, o capim-elefante é uma gramínea perene amplamente cultivada em regiões tropicais e subtropicais. No Brasil, tornou-se essencial para a alimentação do gado devido ao rápido crescimento e alta produtividade.

A Embrapa já desenvolveu duas cultivares de destaque:

• BRS Capiaçu, de porte alto, voltada à produção de silagem e forragem.
• BRS Kurumi, de porte baixo, adaptada ao pastejo direto.

Além da pecuária, o capim-elefante se consolida como fonte de biomassa renovável para a geração de energia. Segundo o pesquisador Juarez Campolina Machado, a gramínea pode ser utilizada para combustão direta, produção de etanol celulósico, biogás e biometano.

“A alta produção de biomassa e o baixo custo de cultivo tornam o capim-elefante uma alternativa estratégica para bioenergia. É possível gerar eletricidade, produzir combustíveis ou até biocarvão, ampliando as rotas tecnológicas sustentáveis”, afirma Machado.

Avanço genético com impacto direto na produtividade

A pesquisadora Ana Luisa Sousa Azevedo, também da Embrapa, afirma que o sequenciamento genético fornecerá marcadores moleculares específicos que poderão ser aplicados em programas de melhoramento genético de rotina.

“Esse estudo representa um avanço significativo, pois abre espaço para a aplicação de ferramentas genômicas e para experimentos de edição gênica, o que deve elevar o potencial produtivo e nutricional da espécie”, destaca Azevedo.

O conhecimento do genoma permitirá à Embrapa aprimorar cultivares já bem-sucedidas — como a BRS Capiaçu e a BRS Kurumi — e desenvolver novas variedades com maior tolerância à seca e melhor eficiência no uso de nutrientes.

Biotecnologia a serviço do futuro do agro

Com o avanço da biotecnologia, o capim-elefante pode se tornar uma plataforma estratégica para a pecuária tropical e para a bioeconomia verde. Para o pesquisador Jorge Pereira, a participação brasileira nesse estudo global reforça o papel da Embrapa como referência em ciência aplicada ao agro.

“O conhecimento do genoma nos permitirá editar genes de interesse e desenvolver materiais mais adaptados às condições climáticas do futuro. Isso significa mais produtividade, mais qualidade e sustentabilidade para o setor”, conclui o pesquisador.

O artigo completo, intitulado “Whole-genome resequencing of a global collection of Napier grass (Cenchrus purpureus) to explore global population structure and QTL governing yield and feed quality traits”, está disponível na revista G3: Genes|Genomes|Genetics.