No que foi anunciado como uma pesquisa avançoos cientistas descobriram uma variante de genes que torna o arroz mais resiliente, permitindo que as plantas produzam quase 80% mais grãos em condições estressadas pelo calor, em comparação com colegas mais sensíveis ao calor.
A descoberta pode ser transformadora para fazendas asiáticas de arroz, onde a maioria dos arroz está cultivada e onde os agricultores já Batalha com os efeitos do excesso de calor em culturas. Durante anos, de fato, agricultores e cientistas ficaram intrigados com o motivo pelo qual o arroz cultivado em altas temperaturas geralmente desenvolve uma textura calcária e desmorona facilmente em fragmentos de grãos de baixa qualidade. Esses problemas de qualidade também estão vinculados a rendimentos mais baixos de arroz em geral.
Esse desafio iniciou uma enorme missão de pesquisa que começou em 2012, quando o grupo de pesquisadores chineses no novo Célula O artigo foi procurado em genes de arroz que podem estar associados à resiliência do calor. Escolhendo várias centenas de tensões de arroz, elas os cultivaram em vários locais na China, que experimentam temperaturas diferentes – incluindo temperaturas continuamente altas e ondas de calor.
De cada uma dessas plantas, os pesquisadores pegaram grãos de arroz, os secaram e depois avaliaram visualmente os grãos quanto à sua translucidez ou opacidade. Os grãos opacos indicaram que eram calcários e foram danificados pelo calor, enquanto os grãos mais claros eram menos calcários e, portanto, um indicador de que essas plantas podem ser mais resistentes a altas temperaturas.
A partir disso, a equipe selecionou algumas cepas que produziram uma porcentagem maior de grãos translúcidos. E quando eles se interessaram pelos genomas daquelas variedades promissoras, identificaram um gene candidato que parecia estar implicado na resposta ao calor das plantas de arroz. Eles rotularam esse gene ‘Qt12’.
Eles descobriram que altas temperaturas podem causar expressão elevada de QT12 e que isso, por sua vez, parece afetar a proporção de amido de proteína que o arroz inclui seus grãos-aumentando a quantidade de amido e reduzindo a proteína, o que resulta em sementes de giz. Mas também havia mais no QT12, como se viu: o gene vem com um interruptor ‘Of-Off’, descobriram os pesquisadores-que significam que, em alguns casos, as plantas de arroz contêm variantes desse gene que não se expressam quando expostos a temperaturas mais altas.
Em um novo conjunto de experimentos, a equipe de pesquisa criou essas variantes QT12 recém-descobertas em uma variedade de arroz normalmente sensível ao calor chamado Huazhan. Em seguida, eles plantaram parcelas desse arroz experimental novamente em diferentes locais na China, onde as temperaturas crescentes são uma ocorrência regular.
Eles descobriram que, mesmo sob altas temperaturas, o arroz criado não apenas produzia grãos de melhor qualidade e significativamente menos calcários, mas seu rendimento também era surpreendentemente maior: na verdade, o rendimento de grãos por parcela estava entre 31,2% e 77,9% maior que o huazhan sensível à temperatura regular nos diferentes locais.
Parece que as variantes descobertas QT12 têm uma qualidade protetora nas sementes em desenvolvimento, protegendo -as do calor. O que é impressionante, dizem que os pesquisadores em seu artigo são que eles encontraram um gene que parece atingir dois pássaros com uma pedra – uma que “sinergicamente mantém a qualidade dos grãos e rende sob altas temperaturas naturais”.
Arroz é um grampo para mais da metade do mundo, e à medida que esse mundo se torna mais quente, a vulnerabilidade desse alimento crucial é uma preocupação crescente. É também uma preocupação para os milhares de pequenos agricultores na Ásia, cujos destinos econômicos estão entrelaçados com a qualidade do arroz e os rendimentos.
O arroz resistente ao calor pode ser revelador para a nutrição e os meios de subsistência humanos. Enquanto isso, não apenas o QT12 é altamente conservado em milhares de variantes de arroz, mas também milhares de outras espécies vegetais, incluindo culturas de grãos, vegetais e frutas, os pesquisadores relatam em seu trabalho. Eles estão, portanto, confiantes de que sua descoberta “também pode ser empregada para criar outras culturas termotolerantes para um futuro mais quente”.
Li et. Al. “Um sistema de gene natural confere termotolerância de campo para qualidade e rendimento de grãos em arroz. ” Célula. 2025.
Foto por Danang DKW
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