Anomalias Geneticas em Plantas

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Anomalias Genéticas em Plantas 
Cacoal/RO 
2023 
Introdução 
 Entender a mutação genética no mundo agro abre portas para uma visão mais profunda das 
plantações e cultivos. Saiba mais sobre a mutação genética. Muito vista em estudos da Biologia, a 
mutação genética pode estar presente no ciclo de todo e qualquer ser vivo existente. E com as 
plantas não poderia ser diferente. 
Anomalias Genéticas em Plantas 
Mutação Genética 
 A mutação genética é o que caracteriza as transformações de algum material genético que pode 
ser transmitido para descendentes e derivados. Assim, as células passam por mudanças para a 
adaptação de vírus e micro-organismos, estimulando a variação genética nos organismos. Embora 
também haja desvantagens nesse tipo de ocorrência, algumas das principais vantagens 
na mutação genética em plantas são: 
 Maior rendimento em grãos;
 Maior qualidade na produção;
 Resistencia a pragas e doenças;
 Afastamento de substancias toxicas;
 Adaptabilidade;
 Métodos de retrocruzamento mais rápidos;
 As células germinativas ou células sexuais são caracterizadas por originar outras células e um 
novo indivíduo pelo processo de fecundação. Nas plantas, a célula germinativa se encontra no grão 
de pólen dos gametas masculinos. 
Mutação em plantas e seu uso na produção vegetal 
 A mutação é uma alteração no DNA que pode ocorrer naturalmente, ou ser induzida por agentes 
mutagênicos químicos ou físicos. A indução de mutações no desenvolvimento de cultivares é 
bastante comum. As mutações em plantas são muito mais comuns do que se possa imaginar. Tanto 
as mutações naturais como as induzidas são importantes para gerar variabilidade aos vegetais, 
trazendo benefícios para o avanço da agricultura. Na agricultura, estima-se que o melhoramento de 
plantas tenha começado há cerca de 9.000 anos. A mutação induzida foi mais uma descoberta 
incorporada como ferramenta dos cientistas que trabalham com o melhoramento genético de 
plantas. O termo mutação foi introduzido por Hugo de Vries em 1901. E é definida como a mudança 
permanente e relativamente rara no número ou sequências do DNA. Ele sugeriu a teoria da 
evolução pela mutação. Segundo ele, a mutação é uma mudança hereditária repentina e tem um 
papel importante na evolução. As mutações ocorrem em todos os organismos, algumas são 
prejudiciais, outras neutras e algumas são realmente desejáveis, essas mutações podem ser 
pequenas mudanças que podem ser toleradas pela célula, porém, o acúmulo delas pode alterar 
algumas características das plantas, conferindo tolerância a doenças, mudança de cor da flor, ou o 
tamanho do fruto, até deixar um fruto sem sementes, entre outros. Todo esse processo é lento e, 
para ocorrer naturalmente, pode levar algumas gerações reprodutivas das plantas. No entanto, 
pesquisadores desenvolveram estratégias capazes de induzir essas mutações de forma mais 
rápida. Assim, é possível avaliar diferentes características e selecionar aquelas que forem 
interessantes, em um curto espaço de tempo. Dessa forma, o melhoramento genético vegetal 
passou a buscar novas características que fossem rentáveis em plantas a partir de mutações 
identificadas pelos próprios pesquisadores. 
 Eles entenderam que expondo algumas partes das plantas como sementes, ou até grãos de 
pólen à radiação ou químicos mutagênicos, conseguiriam provocar de forma rápida o aparecimento 
de mutações. Algumas dessas mutações poderiam ser repassadas aos seus descendentes. Além 
disso, muitas mutações poderiam ser avaliadas ao mesmo tempo, o que representa uma grande 
vantagem. Quando se passou a sequenciar genomas, identificar e isolar os genes para estudos 
funcionais, o melhoramento genético deu outro grande salto. Com essas e outras tecnologias, se 
tornou possível a indução de mutação em pontos específicos de um gene. Inclusive, os cientistas 
utilizam dessa estratégia para compreender melhor o funcionamento de cada gene. Além do mais, 
o estudo de mutações também fornece muitas informações sobre o funcionamento dos organismos. 
Aprendemos muito sobre genética estudando as mutações. Portanto, nem sempre devemos dar às 
palavras “mutação” e “mutante” valor negativo. Elas podem ser benéficas de muitas maneiras. 
Propagação vegetativa: não é apenas por sementes que se reproduz uma planta 
 
 A propagação vegetativa é uma forma de multiplicar os vegetais. Normalmente, quando 
pensamos no crescimento de uma nova planta, o que primeiro vem à nossa cabeça é a semente 
na terra e esperar que ela cresça e se desenvolva. No entanto, as sementes não são o único meio 
de multiplicar e gerar uma planta nova. Isso, porque os vegetais podem se reproduzir de forma 
assexuada (ou seja, sem ocorrer a fecundação e produção de sementes). Essa reprodução ocorre 
por meio de partes de plantas, que originam indivíduos geralmente idênticos à planta-mãe, ou 
seja, clones. Esse tipo de reprodução é muito comum em plantas ornamentais e plantas frutíferas. 
Com isso, os cientistas têm utilizado essas técnicas nos últimos 70 anos objetivando encontrar e 
ampliar a variabilidade genética das plantas. O estudo e a caracterização de linhagens mutantes é 
essencial para desenvolver cultivares com características aprimoradas. Seja de forma natural ou 
induzida, as mutações são amplamente empregadas no desenvolvimento das cultivares 
comerciais utilizadas por pequenos, médios e grandes produtores. 
 
 
Multiplicação de plantas por propagação vegetativa 
 
 
 A forma mais técnica de se chamar o ato de reproduzir plantas por partes de outras é propagação 
vegetativa. Propagação é sinônimo de reprodução, e vegetativa vem da utilização das partes do 
vegetal (células, tecidos, órgãos ou propágulos). A principal diferença entre a reprodução de plantas 
por semente da reprodução por partes da planta, é a variabilidade genética. O surgimento de uma 
semente se dá pela união do grão de pólen (masculino) com o óvulo (feminino) da planta. No 
entanto, quando essa combinação não acontece e a planta é multiplicada por tecidos de partes do 
vegetal, é gerado um clone, ou seja, plantas idênticas (sem variação genética). É possível também 
induzir variabilidade genética em laboratório. Isso pode ser feito por meio de mutações induzidas 
com produtos químicos ou por transformação genética, no desenvolvimento de plantas 
transgênicas. Essas técnicas são bastante utilizadas no melhoramento genético de algumas 
espécies, como: milho, laranja, soja e algodão. 
Mutações naturais em plantas 
 Uma mutação genética que ocorre naturalmente, pode causar uma mudança repentina na 
aparência de uma planta. Exemplos de mutações naturais em plantas que podem ser observados: 
 
 Manchas coloridas em uma flor que normalmente é branca; 
 Uma planta com flores únicas pode desenvolver um caule que contém uma flor dupla; 
 Mudança na aparência de frutos; 
 Mudança na cor das flores; 
 Plantas que produzem grãos maiores. 
 A maioria das mutações naturais é aleatória e resulta de um erro durante a divisão de uma 
célula da planta. Mas, às vezes, as mutações podem ser desencadeadas por clima frio, 
flutuações de temperatura ou danos causados por insetos. 
 Se as mutações ocorrerem em um ponto de 
crescimento da planta, brotos inteiros podem ser 
alterados à medida que a célula se multiplica e 
dá origem a plantas totalmente diferentes da 
planta-mãe. Em plantas ornamentais, as 
mutações são utilizadas como diferencial e 
agregam valor nos produtos. Por exemplo, uma 
planta verde que tem pontos brancos em suas 
folhas, ou que apresenta listras de coloração 
diferenciada. Essas características são consideradas interessantes e que tornam aquela variedade 
incomum, chamando bastante atenção dos consumidores. 
 
 Nos alimentos, as laranjas de polpa vermelha, por exemplo, são mutantes naturais. Tiveram 
alterações na sua “receita” e se tornaram diferentes da laranja amarela.Nas laranjas de polpa 
vermelha, o que pode ter acontecido é que alguns genes pararam de trabalhar com toda força que 
podiam. 
 Essa mudança no trabalho dos genes fez com que fosse acumulado pela planta, pigmentos que 
na variedade amarela eram processados no metabolismo. Esse menor trabalho dos genes provocou 
a mudança de acúmulo dos carotenoides, alteração da cor da polpa da laranja e trouxe uma maior 
qualidade nutracêutica para os frutos. Em outras palavras, maior quantidade de compostos 
benéficos para a saúde. Outro exemplo de mutação natural, está nas amêndoas. As amêndoas 
doces, que conhecemos hoje, são mutantes de amêndoas amargas. Os cientistas identificaram no 
genoma da amêndoa o gene para a amigdalina, uma toxina que deixa as sementes com sabor 
amargo. Ao comparar a “receita” para amigdalina entre as plantas de amêndoa doce e amarga, 
descobriram que no processo de domesticação, a amendoeira “perdeu” três letras que faziam parte 
do seu genoma. Sem isso, a planta passou a produzir uma proteína diferente da amigdalina e que 
não possuía sabor amargo. Mas, nem sempre é possível observar essas mutações naturais. Além 
disso, algumas mutações ocorrem em células que não são capazes de transmitir a característica 
ao descendente e são perdidas. Se formos pensar na “receita”, é como se a troca ocorresse em um 
ingrediente importante, mas que com outras opções dele, o resultado seria mesmo. Nas mutações 
podem ocorrer o mesmo. Se uma letra do gene for trocada, mas a proteína gerada não se altera, a 
mutação não pode ser vista de forma simples. Apesar das mutações poderem ocorrer de forma 
natural, a frequência de tais mutações é insuficiente para atender às demandas atuais. Foi então 
que surgiu a necessidade de se desenvolver técnicas capazes de induzir mutações, para 
aumentarmos a variabilidade das plantas, gerando novas características de forma mais rápida e 
que atendam aos desafios da produção de alimentos no mundo. 
Mutação induzidas em plantas 
 
 Um dos avanços mais importantes na história da genética foi a descoberta de que as mutações 
podem ser induzidas por mutagênicos físicos e químicos (agentes que alteram o material genético 
de um organismo). A indução de mutações tem sido usada desde os anos 1930. Segundo os dados 
da Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA), seu amplo uso para melhoria de safra inclui 
mais de 3 mil variedades mutantes oficialmente produzidas a partir de 228 espécies de plantas 
diferentes em mais de 73 países em todo o mundo. 
 Mais de mil variedades mutantes das principais culturas básicas, cultivadas em dezenas de 
milhões de hectares, foram responsáveis por aumentar a renda rural, melhorar a nutrição humana 
e contribuir para a segurança alimentar ambientalmente sustentável no mundo. Um exemplo prático 
desse método, é um projeto que está sendo desenvolvido por pesquisadores da Universidade 
Federal de Santa Maria (UFSM), no Rio Grande do Sul. Os pesquisadores estão induzindo 
mutações em brotos de cana-de-açúcar com um agente químico, para selecionar plantas tolerantes 
às baixas temperaturas. Além disso, os cientistas buscam plantas produtivas, com qualidade e 
adaptadas às condições edafoclimáticas da Região Sul do Brasil. 
 Mas, cultivares de outras espécies já são plantadas e trazem ótimas características de produção 
e na composição dos produtos. Exemplos de mutação em plantas cultivadas, são: 
 Melancias sem sementes 
 Tomates resistentes a doenças; 
 Canola com óleos mais saudáveis em sua composição; 
 Peras resistentes a doenças; 
 Algodão tolerante ao calor e desenvolvimento precoce. 
 
 Os países onde existem a maioria das cultivares mutantes são a China (807 produtos), o Japão 
(478 produtos) e a Índia (338 produtos). Segundo os dados da IAEA o continente asiático detém 
grande parte das cultivares produzidas por mutações, conforme demonstrado na imagem abaixo. 
O Brasil aparece ao final da lista com 15 produtos registrados. 
Países com o maior número de variedades mutantes (induzidas) registradas 
 Fonte: IAEA (International Atomic Energy Agency) 
Grupos de plantas obtidas por mutação induzida no melhoramento 
Porcentagem do número de variedades 
Técnicas modernas de melhoramento por mutação 
 
 As técnicas de melhoramento indutoras de mutações evoluíram e, muitas ferramentas estão 
sendo desenvolvidas para gerar variabilidade nas plantas. Empregando o melhoramento genético 
de precisão, já é possível criar mutações de forma pontual, sabendo exatamente quais letras do 
gene serão alteradas. A edição genética de precisão nada mais é do que a indução de uma mutação 
na sequência de um gene específico. Estratégia que só foi possível após os pesquisadores 
dominarem técnicas que permitiram o sequenciamento, identificação e a manipulação de genes. O 
aumento da disponibilidade de informações da sequência do genoma completo para um grande 
número de culturas permitiu a identificação de genes com maior facilidade e assim aprimorou as 
técnicas de edição de genoma alvo específica. Todo esse conhecimento possibilitou o 
desenvolvimento de variedades de plantas com características desejáveis em uma maneira mais 
precisa e eficiente do que aquelas abordagens utilizadas nas primeiras décadas de melhoramento 
por indução de mutações. A mais famosa dessas técnicas é a de CRISPR, que pode por exemplo 
ser utilizada para “silenciar” genes. Nesse caso, a mutação é realizada em um local do gene que 
fará com que ele perca sua função. Essa técnica já foi inclusive utilizada para desenvolver uma 
variedade tomate mais adaptada a fazendas urbanas. Três genes da planta foram silenciados. A 
perda de função desses genes, fez com que a planta de tomate ficasse mais compacta e produzisse 
frutos em um menor tempo, mantendo uma boa produtividade. No caso da soja, o silenciamento de 
dois genes realizados por mutação via CRISPR aumentaram o nível de ácido oleico (gordura boa) 
de 24% para 80%. Mesmo nível do azeite de oliva extra virgem. 
Edição gênica do passado ao futuro 
 
 A edição gênica realizada pela natureza ocorria (e continua ocorrendo) por meio da seleção 
natural, ou seja, quando novas características permaneciam no ambiente. Esse processo permitiu 
que plantas com certas variantes genômicas sobrevivessem e também fossem incorporadas na 
dieta de povos antigos que acabavam selecionando as plantas com melhores características para 
alimentação. Assim começou o processo de domesticação de plantas e que, inclusive, originou a 
maioria dos vegetais hoje cultivados. Um exemplo clássico é o milho moderno, bem diferente do 
seu ancestral selvagem teosinto. 
Utilizando edição gênica realizada pela natureza 
 Sabe-se que algumas plantas de teosinto (ancestral do milho) apresentavam maior quantidade 
de grãos por espiga, essa característica era proporcionada por edições genéticas naturais. Ainda 
na pré-história o homem passou a ter consciência de que ao cruzar apenas indivíduos de teosinto 
com uma maior quantidade de grãos por espiga, resultaria na produção de “filhos” do teosinto com 
um número ainda maior de grãos. Assim se descobriu como selecionar e multiplicar plantas com 
características importantes para a agricultura. 
Conclusão: 
 As mutações e suas aplicações no melhoramento de plantas são inúmeras. Com isso, é preciso 
olhar para as mutações direcionadas como forma de aumentar a produtividade das culturas, realizar 
o desenvolvimento social e garantir alimentação saudável a uma população em constante
crescimento. 
Fontes: 
Rasmussen S. K. Molecular Genetics, Genomics, and Biotechnology in Crop Plant Breeding. 
Agronomy, 2020. 
Chaudhary J. Mutation Breeding in Tomato: Advances, Applicability and Challenges. Plants, 2019. 
https://croplifebrasil.org/noticias/mutacao-em-plantas-e-seu-uso-na-producao-vegetal/ 
https://croplifebrasil.org/noticias/propagacao-vegetativa-nao-e-apenas-por-sementes-que-se-
reproduz-uma-planta/https://agro20.com.br/mutacao-genetica/