Uso das Novas Técnicas Genómicas para obtenção de plantas de melão resistentes a vírus para uma Agricultura Sustentável

Garantir a segurança alimentar de uma população global crescente num contexto de alterações climáticas representa um grande desafio para a agricultura e, neste cenário, as doenças emergentes representam uma grande ameaça à produção de culturas como o melão, uma das culturas agrícolas mais diferenciadoras na região do Alentejo. Em Portugal, a produção de melão abrange diversas regiões, destacando-se o Ribatejo e Oeste, que representam cerca de 70% da produção nacional e onde os municípios de Almeirim e Alpiarça se destacam com uma das variedades mais apreciadas: o ‘Melão de Almeirim’. Nos últimos anos a área de cultivo e as produções têm registado diminuições muito devido à falta de competitividade do setor que tem dificuldade em fazer face às grandes quantidades de melão introduzido proveniente de Espanha e de Marrocos. É por isso essencial que Portugal, nomeadamente o Alentejo, que se caracteriza por uma região com condições climáticas e de solo únicas para a cultura do melão, conte também com a investigação e métodos inovadores para se continuar a diferenciar na produção de melão de excelência. Aliado à falta de competitividade, o aparecimento de doenças emergentes também tem sido responsável pela diminuição de produção. Uma destas doenças emergentes é causada pelo vírus ToLCNDV que causa perdas devastadoras de produtividade e que tem causado muita preocupação nos produtores de melão. Atualmente, o controlo deste vírus depende do uso de inseticidas para controlo do inseto vetor com claros impactos negativos no ambiente e na biodiversidade. Não são conhecidas variedades resistentes ao TOLCNDV. Os recentes avanços na edição do genoma, como a engenharia genética utilizando CRISPR/Cas, abriram muitas oportunidades para acelerar o melhoramento de plantas e preencher a lacuna entre o melhoramento convencional e o conhecimento adquirido a nível molecular para melhorar as características. Desta forma, o principal objetivo deste plano de trabalho é produzir plantas de melão resistentes ao ToLCNDV para que estas possam estar disponíveis para os produtores, utilizando o conhecimento e as ferramentas que temos atualmente disponíveis. Para tal, iremos produzir plantas de melão resistentes ao ToLCNDV, através de edição genética, mais concretamente através da utilização de um sistema CRISPR/Cas para eliminar genes suscetíveis do genoma do melão, genes que não são essenciais para a planta mas que são essenciais para a proliferação do vírus. O sistema CRISPR será introduzido nas plantas de melão utilizando ribonucleoproteínas, de forma a garantir que não há introdução de DNA recombinante no genoma das plantas, i.e. para que não sejam obtidas plantas transgénicas. Com esta proposta pretendemos testar as seguintes hipóteses: 1) existirão diferenças significativas na acumulação viral utilizando sgRNAs para editar os diferentes genes de suscetibilidade; 2) existirão diferenças significativas na acumulação viral em plantas editadas utilizando sgRNAs de diferentes combinações de genes de suscetibilidade; 3) haverão diferenças significativas na acumulação viral em plantas editadas utilizando sgRNAs de diferentes números de genes de suscetibilidade. Garantir plantas editadas geneticamente, não transgénicas, irá permitir que as linhagens de melão resistentes ao ToLCNDV estabelecidas nesta proposta poderão em breve ser cultivadas sem quaisquer restrições e permitirá a Portugal, nomeadamente ao Alentejo começar a cultivá-las obtendo um avanço competitivo.