O trigo é uma das bases da alimentação humana em todo o mundo, mas a limitada capacidade de regeneração tem dificultado, ao longo do tempo, os esforços de transformação genética e melhoramento molecular.
A regeneração vegetal, que é a capacidade de desenvolver novos órgãos ou tecidos, é um pilar da biotecnologia moderna de culturas, que possibilita a transformação genética e o melhoramento de variedades.
Entre os hormônios vegetais, a citocinina desempenha um papel central na estimulação da formação de calos e no desenvolvimento de brotos. A homeostase é rigorosamente regulada por enzimas de síntese e enzimas de degradação.
A manipulação dos níveis de citocinina tem-se mostrado promissora na melhoria da regeneração, no entanto, os mecanismos transcricionais que coordenam esse equilíbrio no trigo ainda são pouco compreendidos. Perante os desafios, a identificação de fatores de transcrição essenciais que controlam a homeostase da citocinina é fundamental para o avanço da regeneração do trigo e para o aumento da eficiência da transformação genética.
Um estudo já publicado na revista “Seed Biology”, em 3 de novembro de 2025, pela equipa de Haixia Yu e Chen Wang, da Universidade Agrícola de Shandong, vem fornecer informações cruciais sobre os mecanismos moleculares subjacentes à regeneração de plantas e abre caminho para uma edição genómica mais eficiente e o melhoramento de variedades de trigo.
Como indica a Academia Chinesa de Ciências, para investigar o papel do fator de transcrição TaDOF4.7-B na regeneração do trigo, foram usadas diversas técnicas experimentais.
A análise de acessibilidade da cromatina identificou que os promotores de TaDOF4.7-B e TaDOF4.7-D apresentavam maior acessibilidade em comparação com TaDOF4.7-A durante os estágios iniciais da indução do calo.
A RT-qPCR confirmou que TaDOF4.7-B era mais expresso do que os outros membros da família DOF durante a regeneração do trigo. Para explorar sua função, TaDOF4.7-B foi fusionado à proteína fluorescente verde (GFP) e expresso em Nicotiana benthamiana, revelando sua localização nuclear.
No trigo, a hibridização in situ de RNA mostrou que TaDOF4.7-B era expresso principalmente em regiões do calo onde os primórdios caulinares emergiriam. Além disso, a superexpressão de TaDOF4.7-B em trigo Fielder levou à formação mais precoce de primórdios caulinares, melhor crescimento do calo e maiores frequências de regeneração. Especificamente, a frequência de regeneração aumentou de 22,65% nos controles para 60,57% nas linhagens transgênicas, enquanto a frequência de regeneração de brotos e a proliferação de calos também melhoraram significativamente. Em seguida, foi realizada uma análise do transcriptoma em calos coletados em diferentes estágios de regeneração.
A superexpressão de TaDOF4.7-B resultou na regulação positiva de genes relacionados à divisão celular, formação de brotos e sinalização de citocinina, incluindo TaWOX5 e TaGIF1 . O ChIP-qPCR demonstrou que TaDOF4.7-B liga-se diretamente aos promotores desses genes, sugerindo que regula sua expressão durante a regeneração de brotos.
Os investigadores verificaram que as linhagens com superexpressão também apresentaram níveis alterados de citocinina, uma vez que a expressão dos genes TaCKX, que são responsáveis pela degradação de citocinina, foi reduzida. Essa regulação da homeostase de citocinina por TaDOF4.7 -B aumentou significativamente a regeneração de brotos, mesmo na ausência de citocinina exógena. Os resultados destacam o papel crucial do TaDOF4.7-B na regeneração do trigo e fornecem informações que os investigadores consideram ser valiosas para melhorar a eficiência da transformação do trigo.
Com a descoberta do TaDOF4.7-B os investigadores passaram a ter uma nova ferramenta genética para melhorar a eficiência da transformação em trigo, um dos principais gargalos na biotecnologia de cereais. Ao modular o metabolismo da citocinina em vez de depender da suplementação hormonal, essa abordagem permite uma regeneração mais rápida e confiável em diferentes genótipos.
A equipa de investigadores acredita que a integração do TaDOF4.7-B em processos de transformação genética pode acelerar a produção de variedades de trigo geneticamente modificadas ou transgénicas com maior produtividade, qualidade e tolerância ao stress. Além do trigo, o mecanismo regulatório fornece um modelo para melhorar a regeneração em outras culturas recalcitrantes, oferecendo amplas aplicações no melhoramento de plantas e na biotecnologia agrícola.
