Melhorar o rendimento dos grãos de arroz e melhorar sua aparência é um ponto de vista fundamental para o cultivo de arroz. Agora, um grupo de pesquisadores da China identificou uma variante genética presente no arroz selvagem que controla o comprimento, a largura e a calcificação dos grãos de arroz. A introdução desta variante, denominada gl9, poderá auxiliar no melhoramento de novas variedades de arroz com alto rendimento de grãos e aparência desejável.
O arroz é um alimento básico para milhões de pessoas em todo o mundo. Os avanços na genética e na ciência do melhoramento modernizaram o cultivo de arroz, levando a melhorias no peso do grão, um importante determinante tanto do rendimento do grão quanto da qualidade da aparência do arroz.

Estudos com foco em loci de traços quantitativos (QTL) – pequenas regiões do DNA que controlam fatores como tamanho de grão, comprimento e forma – estiveram na vanguarda desses avanços. Ao identificar QTL favorável (ou seja, características) e incorporá-los em diferentes variedades de arroz, os cientistas conseguiram aumentar o rendimento de grãos, contribuindo para uma maior segurança alimentar. No entanto, o potencial de QTL favorável de variedades de arroz selvagem, que geralmente não são consumidos, tem sido amplamente inexplorado.

Uma espécie de arroz selvagem chamada Oryza glumaepatula tem recebido alguma atenção por ser uma importante fonte de diversidade genética para o melhoramento de cultivares de arroz. Portanto, um grupo de pesquisadores da Universidade Agrícola do Sul da China e do Laboratório de Guangdong para a Agricultura Moderna de Lingnan desenvolveu uma série de recursos de germoplasma através do cruzamento de O. glumaepatula com HJX74, uma variedade de arroz regular de elite.

Suas descobertas, disponibilizadas on-line em 19 de julho de 2022 e publicadas no The Crop Journal, demonstram que gl9, uma variante particular do gene GS9 de O. glumaepatula, contribui para um alto rendimento de grãos e boa qualidade em arroz cultivado.

O Prof. Shaokui Wang, o principal investigador do estudo, explica que "várias variedades de arroz selvagem têm bons recursos genéticos que seriam benéficos nas variedades de arroz que consumimos. cultivados. Um dos objetivos do nosso estudo foi essencialmente preencher essa lacuna e colher os benefícios das características favoráveis ​​do arroz selvagem."

O estudo foi basicamente dividido em duas fases. Na primeira parte, várias linhas de substituição de segmento único (SSSLs) foram geradas usando O. glumaepatula como pai doador e HJX74 como pai receptor. Esses SSSLs, nos quais genes estranhos de O. glumaepatula foram integrados ao genoma de HJX74, foram geneticamente analisados ​​e 12 QTL que determinam o comprimento de grão (GL), 9 que determinam a largura de grão (GW) e 9 que determinam o peso do grão ( TKW) foram identificados. Curiosamente, alguns desses QTL foram mapeados para um novo "alelo", ou seja, uma nova variante genética, chamada gl9.

Este alelo era uma variante do gene GS9, um conhecido regulador da forma do grão e da qualidade da aparência do arroz. Comparações adicionais mostraram que o SSSL contendo o alelo gl9 tinha grãos mais longos e mais finos do que o pai HJX74, e seu TKW e rendimento de grãos por planta também eram maiores. Isso indicou que o alelo gl9 foi benéfico para melhorar a qualidade do arroz.

Em seguida, para confirmar o efeito desse alelo, variedades de arroz geneticamente modificadas foram criadas pela introdução de gl9 em HJX74 usando ferramentas genéticas. Os resultados experimentais mostraram que a presença de gl9 aumentou o comprimento e a esbeltez dos grãos de arroz e diminuiu sua calcificação, em comparação com HJX74 regular. Melhoramento adicional de arroz por design demonstrou que a combinação de gl9 com genes previamente em uso poderia melhorar ainda mais a qualidade da aparência e o rendimento dos grãos de arroz.

Juntos, esses achados implicam a utilidade do gl9 como um alelo alvo para melhorar a produção de arroz. O Prof. Wang diz que "nesta era, tornou-se importante tanto para os agricultores quanto para os governos melhorar a produção de alimentos. Infelizmente, é um desafio aumentar o rendimento do arroz sem comprometer sua qualidade. Nossas descobertas sobre esses novos alelos, como gl9, que podem melhorar esses dois fatores são, portanto, de grande importância."

As descobertas do Prof. Wang e sua equipe sobre o alelo gl9 podem levar a um progresso significativo nos programas de melhoramento de arroz. Eles oferecem um passo muito necessário para uma maior segurança alimentar no futuro. + Explorar mais

Mantendo o cádmio tóxico fora do arroz, a maneira genética