Pesquisadores chineses identificam gene que limita resistência à seca em arroz

Cientistas de instituições chinesas identificaram um gene relacionado ao desenvolvimento radicular que pode ser removido para tornar variedades de arroz irrigado mais tolerantes à seca.

A descoberta, publicada em abril na revista científica Molecular Plant, pode contribuir para a redução do uso de água na produção de arroz, cultura que responde por grande parte do consumo hídrico agrícola, especialmente na China.

O estudo foi conduzido por pesquisadores do BGI-Research, da Universidade Agrícola Huazhong, em Wuhan, e da Universidade de Yunnan.

A equipe analisou 16 cultivares de arroz — oito de terras altas e oito irrigadas — com foco nas diferenças morfológicas das raízes. O objetivo era entender como o arroz de terras altas, que cresce em ambientes secos, desenvolve sistemas radiculares mais profundos e espessos, características diretamente ligadas à resistência à seca.

Entre os 376 genes associados ao desenvolvimento das raízes identificados no estudo, um regulador transcricional chamado HMGB1 foi destacado como um fator que limita o crescimento radicular em cultivares irrigadas. De acordo com os pesquisadores, a remoção do gene HMGB1 permitiu que o arroz irrigado desenvolvesse raízes mais longas e robustas, conferindo-lhe maior tolerância à escassez de água.

“O arroz de terras altas é um ecotipo especial de arroz que se adapta especificamente a terras áridas, principalmente devido ao seu robusto sistema radicular”, afirmaram os autores no artigo. “Entre os genes identificados, o HMGB1, um regulador transcricional, funciona como um fator-chave que facilita o alongamento e o espessamento das raízes no arroz de terras altas, aumentando assim a resistência à seca.”

Segundo o estudo, o nível de expressão do gene HMGB1 está inversamente relacionado à tolerância à seca. “Descobrimos que o índice de resistência à seca e o comprimento da raiz das variedades de arroz de terras altas diminuíram com o aumento do nível de expressão de HMGB1”, escreveram os pesquisadores.

A pesquisa também apresenta dados transcriptômicos que revelam como as raízes do arroz de terras altas expressam genes de maneira espacialmente distinta, contribuindo para sua adaptação às condições de sequeiro. Os autores afirmam que essas informações representam um recurso genético relevante para o desenvolvimento de cultivares mais resilientes às mudanças climáticas.

Na avaliação da equipe, as descobertas podem ser aplicadas em programas de cruzamento entre arroz de terras altas e arroz irrigado, com o objetivo de gerar variedades que unam a produtividade dos cultivares irrigados com a resistência à seca dos ecótipos de sequeiro.

Zhong Liyuan, pesquisadora associada da BGI-Research e primeira autora do artigo, afirmou que o processo para criar uma variedade estável pode levar entre oito e dez anos.

“Selecionar descendentes híbridos desejados a partir do cruzamento de arroz de terras altas e irrigado, e estabilizar as características ao longo do tempo” é o método proposto, explicou Zhong.

A pesquisadora acrescentou que a identificação de genes-chave permite reduzir o tempo necessário para o melhoramento, se comparado às técnicas convencionais.

“Podemos realizar uma seleção direcionada em vez de passar por um processo completamente aleatório. A etapa mais demorada será estabilizar essas características, pois várias gerações precisam ser plantadas para garantir a consistência.”

O arroz irrigado representa 55% das áreas de cultivo de arroz no mundo e responde por 75% da produção global da cultura.

Na China, esse método concentra 70% do uso agrícola de água e metade de toda a demanda hídrica nacional. O país é o maior produtor de arroz da Ásia, responsável por cerca de um quarto da oferta regional.

Com a intensificação dos efeitos das mudanças climáticas, eventos de seca prolongada têm se tornado mais frequentes, pressionando sistemas agrícolas que dependem fortemente da irrigação. Nesse contexto, pesquisadores e instituições de diversos países têm buscado soluções para desenvolver cultivos mais eficientes em termos de uso de água.

O estudo chinês propõe uma abordagem genética para enfrentar a vulnerabilidade do arroz irrigado diante da escassez hídrica. Ao utilizar informações genéticas do arroz de terras altas, a pesquisa pretende fornecer uma base científica para o desenvolvimento de variedades híbridas mais adaptáveis a cenários climáticos adversos.

A equipe pretende continuar os testes e cruzamentos em larga escala para consolidar os resultados observados em laboratório e em campo. A expectativa é de que, nas próximas décadas, o cultivo de arroz irrigado possa ser menos dependente da irrigação intensiva e mais alinhado com práticas sustentáveis de uso da água.

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