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Jul 09, 2023

A edição genética melhora a qualidade dos grãos e reduz o estresse térmico no arroz

À medida que as temperaturas globais continuam a subir, a manutenção da qualidade e do rendimento das culturas adaptadas às temperaturas mais baixas tornar-se-á cada vez mais um desafio. Uma cultura conhecida por ser afectada por níveis mais elevados

À medida que as temperaturas globais continuam a subir, a manutenção da qualidade e do rendimento das culturas adaptadas às temperaturas mais baixas tornar-se-á cada vez mais um desafio. Uma cultura conhecida por ser afectada por temperaturas nocturnas mais elevadas durante a fase de maturação é o arroz, que pode apresentar uma condição conhecida como “calcário” devido ao stress térmico.

A giz ocorre quando o grânulo de arroz fica menos compacto devido à diminuição da concentração de amido. Isso pode resultar em rendimentos de moagem, qualidade de cozimento e valor de mercado geral mais baixos.

Um novo artigo publicadono Plant Journal por pesquisadores da Universidade de Arkansas (U of A) e da Divisão de Agricultura do Sistema da Universidade de Arkansas, ou UADA, pode oferecer um remédio para a calcificação genética e induzida pelo calor. O artigo, “A mutagênese direcionada do gene vacuolar da pirofosfatase translocadora de H+ reduz a giz do grão no arroz”, detalha como a equipe conseguiu editar o gene de uma cepa de arroz japonica para reduzir a giz.

Os pesquisadores visaram especificamente um gene que codifica a pirofosfatase vacuolar translocadora de H+ (V-PPase), uma enzima conhecida por desempenhar um papel no aumento da calcificação dos grãos. Usando a tecnologia de edição genética CRISPR-Cas9, a equipe conseguiu reduzir a expressão da V-PPase editando um elemento promotor, que controla o quanto ela é expressa.

As linhas de arroz mutadas resultaram numa diminuição de 7 a 15 vezes na consistência calcária, dependendo da estirpe de arroz, com um consequente aumento no peso do grão. Os resultados se mantiveram mesmo sob o aumento das temperaturas noturnas. No geral, as linhas mutadas foram caracterizadas por um empacotamento mais compacto de grânulos de amido e pela formação de grãos de arroz translúcidos (em oposição a calcários), mostrando uma clara melhoria na qualidade do arroz.

O processo foi inovador o suficiente para que o primeiro autor do artigo, Peter James Icalia Gann, bolsista da Fulbright no Programa de Biologia Celular e Molecular, e a coautora, Vibha Srivastava, professora do Departamento de Culturas, Solo e Ciências Ambientais que tem um nomeação conjunta com a U of A e a UADA, solicitou uma patente provisória.

“Se quisermos sustentar a vida no nosso planeta, é realmente importante identificar soluções para os problemas dos nossos sistemas alimentares que surgem com o aumento das temperaturas médias”, disse Gann. “Ficamos muito entusiasmados em compartilhar nossas descobertas que utilizaram a edição genética no arroz para melhorar a qualidade do grão, que permanece consistente, mesmo sob estresse térmico.”

Coautores adicionais incluíram Dominic Dharwadker, um estudante honorário em química e bioquímica na U of A, bem como Sajedeh Rezaei Cherati, Kari Vinznat e Mariya Khodakovskaya do Departamento de Biologia da Universidade de Arkansas, Little Rock.

- Este comunicado de imprensa foi publicado originalmente no site da Universidade de Arkansas