O abastecimento global de chocolate está ameaçado por uma doença; uma nova planta de cacau oferece uma solução

Agora, após décadas de investigação, cientistas da Penn State desenvolveram uma nova variedade de cacau resistente a doenças — e afirmam que esta tem o potencial de mudar radicalmente a indústria do chocolate.

A nova variedade de cacau é fruto de décadas de investigação liderada por Mark Guiltinan, Professor J. Franklin Styer de Botânica Hortícola e professor de biologia molecular vegetal no Departamento de Ciências Vegetais da Faculdade de Ciências Agrárias da Penn State, e por Siela Maximova, professora-investigadora de biotecnologia vegetal no mesmo departamento.

«Para os consumidores, o chocolate é algo que esperam encontrar nas prateleiras das lojas todos os dias, mas por trás desse produto existe uma cultura e uma indústria que enfrentam desafios significativos», afirmou Guiltinan. «O nosso objetivo é desenvolver ferramentas que ajudem os produtores a continuar a produzir cacau de forma sustentável e rentável.»

O Programa de Biologia Molecular do Cacau da Penn State, que Guiltinan e Maximova codirigem, tem as suas origens numa dotação financiada pela indústria, criada na década de 1980. Desde então, os investigadores da Universidade desenvolveram ferramentas fundamentais para a biotecnologia do cacau, mapearam vias genéticas importantes e criaram um dos principais programas de investigação sobre o cacau a nível mundial.

A Universidade celebrou recentemente um acordo de licenciamento com a AgroNetica, uma empresa de biotecnologia especializada em cacau, com o objetivo de disponibilizar a planta a produtores em todo o mundo. A empresa irá avançar com os ensaios de campo das plantas, com o objetivo de, a longo prazo, comercializar a planta diretamente aos produtores, ajudando a fazer face a algumas das ameaças mais significativas que a produção global de chocolate enfrenta.

O acordo com a AgroNetica representa um novo capítulo nos esforços da Universidade para compreender e melhorar o cacau, afirmou Maximova, um capítulo centrado na tradução de descobertas em tecnologias que possam ajudar os produtores, fortalecer as cadeias de abastecimento e apoiar o futuro da produção de chocolate.

«Graças a este investimento a longo prazo na investigação e à manutenção de um programa sustentado, temos agora a oportunidade de começar a aproximar as tecnologias desenvolvidas aqui no laboratório das mãos dos agricultores», afirmou Maximova. «O foco sempre foi ajudar os produtores de cacau e a indústria. Estamos agora numa fase em que contamos com um parceiro cuja experiência permite que estas descobertas sejam aplicadas na prática.»

Segundo Guiltinan, esta nova oportunidade de comercialização é particularmente importante, uma vez que a produção mundial de cacau enfrenta ameaças crescentes decorrentes de doenças, variabilidade climática e condições ambientais em mudança que põem em risco tanto os meios de subsistência dos produtores como as cadeias de abastecimento.

Estima-se que só a doença da vagem preta, uma doença especialmente destrutiva causada por um patógeno semelhante a um fungo, provoque perdas de rendimento de cerca de 30% a nível mundial, afirmou ele, enquanto os fatores de stress relacionados com o clima continuam a ameaçar a produção nas principais regiões produtoras de cacau.

Nativo da floresta amazónica, o cacau evoluiu como uma árvore do sub-bosque, crescendo sob o dossel da floresta tropical. Hoje em dia, é cultivado em regiões tropicais de África, da Ásia e da América Latina, muitas vezes em condições ambientais muito diferentes daquelas em que a espécie evoluiu.

«O cacau evoluiu num ambiente de floresta tropical muito estável», afirmou Guiltinan. «É uma planta delicada em muitos aspetos. Alterações na precipitação, temperatura e humidade podem afetar a produção, e algumas dessas alterações podem também aumentar a pressão das doenças.»

O melhoramento genético tradicional do cacau é notoriamente lento. Maximova explicou que o desenvolvimento e a avaliação de novas variedades podem demorar décadas, porque as árvores de cacau necessitam de cerca de três anos para amadurecer e produzir sementes. Esse ritmo lento de crescimento significa que as alterações climáticas constituem uma ameaça especialmente perigosa para a sua sobrevivência, acrescentou ela. Não só as condições ambientais estão a mudar mais rapidamente do que as plantas conseguem evoluir, como o aumento da humidade e a variabilidade meteorológica podem criar condições favoráveis para agentes patogénicos e pragas de insetos.

«O clima está a mudar mais rapidamente do que estas árvores conseguem adaptar-se naturalmente», afirmou ela. «Um dos nossos objetivos é desenvolver ferramentas que ajudem os melhoradores a responder mais rapidamente a esses desafios.»

Num estudo publicado no «Plant Biotechnology Journal», os investigadores combinaram ferramentas genéticas avançadas, como o sequenciamento e a edição do genoma, com o melhoramento vegetal tradicional para criar uma planta de cacau com uma resistência significativamente melhorada à doença da vagem preta.

Utilizando tecnologia de edição genética (CRISPR), os cientistas modificaram um gene do cacau conhecido como TcNPR3, que atua como um travão natural no sistema imunitário da planta. A mutação ativa parcialmente a resposta de defesa da planta, aumentando as suas defesas contra infeções patogénicas subsequentes. Após introduzirem a edição pretendida, os investigadores cruzaram as plantas para remover todo o material transgénico, ou ADN estranho associado ao mecanismo de edição genética, deixando apenas a alteração genética benéfica.

O resultado foi uma planta de cacau portadora de uma modificação genética precisa para tolerância à doença, mas que já não é considerada um organismo geneticamente modificado (OGM), em conformidade com os quadros regulamentares dos EUA e da União Europeia, que tratam certas características resultantes da edição genética de forma semelhante às desenvolvidas através do melhoramento convencional.

«Num caso, alterámos apenas duas bases em todo o genoma da planta», afirmou Guiltinan. «De um total de cerca de 450 milhões de bases, essa única alteração resultou numa redução de cerca de 42% da incidência da doença em condições laboratoriais.»

Embora as plantas editadas tenham apresentado resultados promissores em testes laboratoriais, os investigadores salientaram que é necessário mais trabalho antes de os produtores as poderem plantar comercialmente. Estão em curso avaliações de campo através de colaborações com o Departamento de Agricultura dos EUA no Havaí e em Porto Rico, onde os investigadores irão avaliar o desempenho em condições reais de cultivo.

«Estas plantas foram especificamente concebidas para melhorar a resistência às doenças», afirmou Maximova. «O próximo passo é comprovar o desempenho em ensaios de campo. A ampliação da produção e a comercialização serão os próximos desafios, caso os ensaios de campo se revelem encorajadores. É aí que os parceiros comerciais podem desempenhar um papel importante, ajudando a impulsionar esta tecnologia.»

Ela salientou que a comercialização de variedades melhoradas de cacau requer um investimento substancial, para além do que as universidades estão preparadas para fornecer.

É aqui que entra a AgroNetica. A empresa licenciou recentemente os direitos comerciais das plantas portadoras da mutação que confere tolerância às doenças. A AgroNetica tem um plano para testar, ampliar a produção e comercializar novas variedades de cacau com características melhoradas, visando uma produção mais sustentável nos países produtores de cacau. A empresa também planeia introduzir características adicionais do seu pipeline de desenvolvimento, destinadas a melhorar a resiliência ao calor e à seca, reduzir a acumulação de cádmio, permitir uma arquitetura mais compacta das plantas e uma maior mecanização, acelerar o tempo até à primeira colheita e desenvolver variedades de cacau sem cafeína.

«São necessários milhões de dólares e muitos anos para levar uma nova variedade de cultura aos agricultores», afirmou Maximova. «É por isso que as parcerias com empresas dispostas a investir no desenvolvimento, nos testes e na implementação são tão importantes.»

Embora a tecnologia licenciada se concentre na resistência a doenças, Maximova e Guiltinan também estão a estudar características relacionadas com a resiliência climática e a produtividade das culturas. O melhoramento genético acelerado e a edição do genoma tornar-se-ão ferramentas cada vez mais importantes à medida que as pressões ambientais sobre a produção de cacau continuam a aumentar, explicaram.

«As doenças estão a mudar. O clima está a mudar. Os desafios que os produtores enfrentam continuam a evoluir», afirmou Maximova. «Isto não é algo que se resolva de uma vez e pronto. É um esforço contínuo para desenvolver plantas melhores e proporcionar novas opções aos produtores.»

Para Guiltinan, o acordo de licenciamento representa mais do que um marco comercial. É a prova de que a investigação universitária a longo prazo pode conduzir a benefícios tangíveis para a agricultura.

«Estamos a tentar resolver problemas reais para os agricultores», afirmou. «Se conseguirmos ajudar os produtores a reduzir as perdas, a melhorar a produtividade e a adaptar-se mais rapidamente às condições em mudança, então essa será a medida definitiva de sucesso.»