Pesquisadores brasileiros estão aplicando uma metodologia inovadora que acelera a seleção de vegetais de milho geneticamente modificadas para resistir à seca e reduz custos operacionais envolvidos na tarefa. A técnica utiliza drones equipados com câmeras RGB para tomar imagens dos experimentos de campo, convertendo-as em índices que avaliam a saúde das vegetais. Com essas informações, é verosímil identificar mais rapidamente os exemplares mais promissores e simular seu desempenho em diferentes condições climáticas, tornando o processo de seleção mais eficiente e preciso.
O estudo foi transportado por pesquisadores do Núcleo de Genômica Aplicada às Mudanças Climáticas (GCCRC), uma parceria entre a Embrapa e a Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), com espeque da Instalação de Arrimo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp). Os resultados foram publicados ontem, 5 de janeiro, na revista The Plant Phenome Journal.
O aumento da frequência e severidade das secas devido às mudanças climáticas torna precípuo o desenvolvimento de cultivares mais resilientes. No entanto, os métodos tradicionais de avaliação em campo são demorados e caros, dificultando avanços rápidos. “Nos métodos convencionais, é necessário esperar o ciclo completo da planta e realizar medições manuais, muitas vezes com equipamentos caros e processos lentos”, explica Juliana Yassitepe, pesquisadora da Embrapa Cultivação Do dedo e autora do estudo.
Com a novidade metodologia, a coleta de dados em campo foi significativamente otimizada. “Antes, levaríamos vários dias para medir a produção de grãos, tempo até a floração e altura das plantas. Agora, fazemos isso em poucas horas, com voos de drones e processamento de imagens”, destaca Yassitepe.
Experimentos no campo
Durante a estação seca de 2023, dois experimentos foram realizados em Campinas (SP), ao longo de cinco meses. Foram cultivadas 21 variedades de milho, sendo 18 com genes que estavam sendo testados para tolerância à seca e 3 sem alterações genéticas, para verificação. As vegetais foram submetidas a condições controladas de manejo, com a diferença em uma única variável: rega. “Um grupo recebeu água durante todo o ciclo, enquanto o outro foi submetido à seca”, detalha Yassitepe.
Os drones realizaram voos semanais no campo experimental, capturando imagens com câmeras RGB (convencionais) e multiespectrais (que capturam espectros não visíveis, porquê infravermelho). A estudo revelou que as câmeras RGB, significativamente mais baratas que as multiespectrais, produzem resultados confiáveis, tornando a tecnologia atingível para programas de melhoramento genético em larga graduação.
Redução de custos e maior eficiência
Além de reduzir os custos operacionais, a metodologia permite a realização de estudos em áreas menores, o que é mormente útil em projetos com recursos limitados.“Essa questão da área plantada às vezes é um gargalo nos estudos de melhoramento genético de plantas, pois nem sempre o grupo de pesquisa dispõe de muitas sementes viáveis para plantar em áreas muito grandes”, explica Yassitepe. “Com voos mais baixos, é possível obter imagens de alta resolução, permitindo testar mais variedades de milho em uma mesma área”, complementa Helcio Pereira, pesquisador de pós-doutorado no GCCRC e coautor do estudo.
Essa abordagem também possibilita escoltar o desenvolvimento das vegetais ao longo de todo o ciclo de prolongamento. “A análise temporal contínua foi essencial para entender como as plantas respondem ao estresse hídrico”, explica Pereira.
Os dados detalhados coletados pelos drones foram usados para desenvolver modelos preditivos que ajudam a selecionar variedades de milho adaptadas a diferentes condições ambientais. “Com esses modelos, podemos prever o comportamento das variedades de plantas sem a necessidade de medições manuais frequentes, tornando o processo mais rápido e acessível”, afirma Pereira.
O estudo “Temporal field phenomics of transgenic maize events subjected to drought stress: cross-validation scenarios and machine learning models”, de autoria de Helcio Pereira, Juliana Nonato, Rafaela Duarte, Isabel Gerhardt, Ricardo Dante, Paulo Arruda e Juliana Yassitepe, pode ser acessado aqui.
