O Brasil é pioneiro na tecnologia de obtenção de etanol empregando como matéria-prima a sacarose extraída da cana-de-açúcar (Saccharum spp.) por processo fermentativo realizado nas usinas. Desde os tempos do PróAlcool, iniciado em 1975, a representatividade do setor sucroenergético do Brasil vem ganhando destaque internacional, visto que o etanol de cana-de-açúcar é considerado a alternativa mais viável à substituição dos combustíveis fósseis. Hoje, 35 anos após a criação do PróAlcool, segundo dados recentes da FAO, o Brasil é o líder mundial na produção de cana-de-açúcar, seguido da Índia e China, e ocupa o segundo lugar no ranking mundial de produção de etanol.

Um dos principais obstáculos à expansão da cultura no País nos próximos anos é a ocupação de áreas que apresentam condições edafoclimáticas, diferentes das atualmente ocupadas pela cultura. O plantio, que já ocupa regiões do cerrado e caatinga brasileiros, sofre fortes perdas na colheita e limitações de produtividade devido a fatores abióticos, principalmente à seca. O aumento da produtividade e da produção de cana-de-açúcar dependerá, indubitavelmente, do desenvolvimento de variedades com maior tolerância à seca, fator primordial para que as variedades se adaptem a novas condições de produção sucroalcooleira.

A Embrapa Agroenergia, em parceria com outras unidades da Embrapa e instituições de pesquisas nacionais e internacionais, vem desenvolvendo projetos na área de biotecnologia vegetal de cana-de-açúcar, especialmente na prospecção de genes relacionados ao deficit hídrico e ao desenvolvimento de cana-de-açúcar geneticamente modificada tolerante à seca.

O projeto da Embrapa, em parceria com o Japan International Research Center for Agricultural Sciences (Jircas), já se encontra em execução pela equipe do Laboratório de Biologia Energética. Nesse projeto, o gene DREB2A, oriundo da planta Arabidopsis thaliana, que já apresentou resultados promissores em outras espécies em relação ao aumento da tolerância à seca, será introduzido em cana-de-açúcar utilizando dois métodos de transformação genética diferentes: a biobalística e Agrobacterium tumefaciens.

A biobalística é o método de transformação mais utilizado em trabalhos de transformação de cana-de-açúcar. Nele, emprega-se o gás hélio sob alta pressão para impulsionar micropartículas de tungstênio que levam o gene de interesse até ao tecido vegetal alvo. O material vegetal deve ser composto de células jovens em fase de desenvolvimento e multiplicação. No caso de cana-de-açúcar, as células a ser transformadas são obtidas de tecido proveniente do meristema apical, expostos a reguladores de crescimento apropriados para geração de um conjunto de células indiferenciadas capazes de regenerar uma plântula de cana-de-açúcar. Obtidas as células indiferenciadas, chamadas calos embriogênicos, o material estará apto a ser transformado. O gene, quando acelerado, deve atingir o núcleo celular e se integrar ao genoma da planta para que efetivamente desempenhe seu papel no aumento da tolerância da cana à seca.

A transformação via Agrobacterium tumefaciens utiliza essa bactéria como vetor na transferência do DNA de interesse para planta. Nesse método de transformação, a interação entre a agrobactéria e a planta é bastante importante, pois nem toda estirpe de agrobactéria é capaz de infectar a espécie de planta desejada, podendo assim não haver sucesso na transformação. Atualmente, nossos estudos priorizam identificar qual estirpe de Agrobacterium é a melhor na infecção e na transferência de genes para cana-de-açúcar. Estão sendo avaliadas três estirpes de Agrobacterium tumefaciens e quatro variedades de cana-de-açúcar.

Além do gene DREB2A, o Laboratório de Biologia Energética está trabalhando na prospecção de outros genes da própria cana-de-açúcar que também protejam a planta contra o deficit hídrico. Alguns genes promissores já foram isolados, sequenciados e suas sequências comparadas com as disponíveis em banco de dados públicos. O acesso e a comparação de sequências de DNA e de aminoácidos das proteínas correspondentes são de grande utilidade para a elucidação da função e expressão de novos genes de interesse para o melhoramento de cultivares. A prospecção de genes relacionados a diferentes formas de estresse abiótico, principalmente o deficit hídrico, tem sido facilitada pela disponibilidade de genomas sequenciados disponíveis nos bancos de dados públicos.

A identificação de genes relacionados à tolerância da cana às condições adversas de clima e solo e as ferramentas de introdução de genes exógenos na planta contribuirão sobremaneira para o desenvolvimento de novas variedades de cana-de-açúcar, o que é fundamental para a expansão do setor sucroalcooleiro no Brasil, considerando as recomendações e limitações do Zoneamento Agroecológico da Cana-de-acúcar.