E se, adicionando algumas camadas de células dentro de um grão de milho, o grão pudesse se tornar significativamente mais rico em nutrientes essenciais como ferro, zinco e proteínas? Tal melhoria poderia beneficiar as pessoas que dependem do milho em grande parte de sua dieta, como em muitas partes do sul global.
Em um novo estudo, cientistas da Universidade de Illinois mostram que é possível aumentar o ferro em até 35% e o zinco em até 15% em comparação com as linhagens parentais simplesmente adicionando camadas de células ao farelo.
“As pessoas têm usado meios tradicionais para produzir milho com mais micronutrientes e proteínas por muitos, muitos anos. É preciso muito esforço e tempo. Para mostrarmos aumentos como este com apenas uma única característica, é como, por que não fazemos isso há muito tempo? É tão simples”, diz o coautor do estudo, Jack Juvik, professor do Departamento de Ciências Agrícolas, parte da Faculdade de Ciências Agrícolas, do Consumidor e Ambientais (ACES) da U of I.
Juvik e o co-autor Michael Paulsmeyer, agora um cientista de pós-doutorado do USDA, focaram na camada de aleurona, tipicamente uma única camada de células situada dentro do revestimento externo de um grão de milho. Embora represente apenas cerca de 2% do volume total da amêndoa, a aleurona é rica em proteínas e micronutrientes.
Algumas variedades raras de milho produzem múltiplas camadas de aleurona (MAL) naturalmente, mas até agora ninguém havia analisado como essas camadas extras poderiam ser manipuladas para afetar a qualidade nutricional do grão. Juvik e Paulsmeyer obtiveram duas linhagens de MAL – uma variedade amarela, com cinco a seis camadas de aleurona; e uma variedade azul, com três camadas de aleurona – do Centro de Estoque de Cooperação em Genética do Milho. Eles rapidamente começaram a fazer cruzamentos com variedades normais de milho para aprender como a característica MAL é herdada e como ela pode alterar o valor nutricional do grão.
Observando como o MAL foi expresso na prole desses cruzamentos, a equipe rastreou o MAL até uma pequena seção no cromossomo 8 do milho, mas também encontrou outras regiões de genes que contribuíram para a característica. Os pesquisadores então desenvolveram marcadores moleculares para identificar genes MAL rapidamente para futuros programas de melhoramento.
“Com marcadores moleculares, podemos colher uma pequena amostra da semente, fazer uma análise de DNA e identificar se a muda terá a característica que queremos”, explica Juvik. “Economiza muito tempo e energia em comparação com a criação tradicional, onde você tem que plantar todas as sementes que você tem e esperar até que elas amadureçam para ver se a característica está lá.”
Os pesquisadores também testaram a qualidade nutricional da prole MAL em comparação com os pais de camada única de aleurona. Além de ferro e zinco mais elevados, os descendentes dos pais MAL azuis produziram 20-30% mais antocianina, um pigmento vermelho a roxo valorizado na indústria de fabricação de alimentos como uma alternativa natural aos corantes artificiais.
Juvik trabalha há anos para aumentar o teor de antocianina no milho, mas concentrou-se principalmente no pericarpo, a camada externa do grão. Quando ele percebeu que algumas variedades de milho também carregavam antocianina em suas camadas de aleurona, uma lâmpada se acendeu.
“Em alguns casos, a aleurona terá genes que podem criar antocianinas. Pensamos que se pudéssemos aumentar o número de camadas de aleurona, bem como o pericarpo, poderíamos aumentar a quantidade de cor que podemos extrair dos grãos de milho. Isso foi realmente nossa intenção original para este projeto”, diz Juvik. “Mas quando enviamos nossas amostras para análise de micronutrientes, eis que houve um aumento muito significativo de ferro e zinco.”
Juvik diz que o MAL é uma característica simples e promissora para aumentar a nutrição e o teor de antocianina no milho, mas observa que ainda não está pronto para o horário nobre. No estudo, a equipe cruzou linhas de milho MAL com milho com baixos valores de ferro e zinco. Se eles introduzissem a característica MAL em híbridos com níveis mais altos desses micronutrientes, o aumento pareceria menos dramático ou mais? Juvik não tem certeza, mas está trabalhando para encontrar uma resposta.
Atualmente, ele está usando híbridos de milho geneticamente idênticos para isolar ainda mais o efeito do MAL na qualidade nutricional e no conteúdo de antocianina. Depois disso, ele planeja introduzir a característica em híbridos que são adaptados localmente para áreas do sul global onde um aumento nutricional seria mais benéfico.
“Esperamos poder melhorar o teor de zinco e ferro a um nível em que as dietas básicas, que podem ser de 50 a 70% de milho, possam fornecer micronutrientes suficientes para superar problemas nutricionais, principalmente em mulheres grávidas e crianças muito pequenas. Essa é a meta. É um grande se, mas parece promissor o suficiente para continuar este trabalho”, diz Juvik.