Universidade Agrícola de Huazhong, na China, descobre gene de resistência à seca em arroz, ROAD1

De acordo com pt.wedoany.com-Na noite de 23 de julho, horário de Pequim, a equipe do Professor Xiong Lizhong, da Universidade Agrícola de Huazhong, publicou online na revista Cell um novo resultado de pesquisa. O estudo identificou um gene órfão específico do arroz, denominado "ROAD1", relacionado à resistência à seca, e descobriu que o arroz portador de seu alelo funcional ROAD1C apresentou um aumento significativo na produtividade em condições de seca no campo, em comparação com o controle.

Além disso, o ROAD1 também demonstrou potencial de aplicação na resistência à seca entre espécies em várias plantas testadas, como Arabidopsis thaliana, colza, milho, trigo e choupo.

Xiong Lizhong explicou que as plantas possuem um sistema clássico de sinalização de resistência à seca, cujos componentes centrais são altamente conservados em diferentes espécies e participam amplamente de processos-chave, como crescimento, desenvolvimento e resposta ambiental.

No entanto, a intervenção direta nesses componentes centrais frequentemente desencadeia efeitos colaterais, como inibição do crescimento vegetal e redução da produtividade. Portanto, como melhorar precisamente a capacidade de resistência à seca das plantas sem afetar seu crescimento normal tornou-se uma importante questão científica a ser resolvida com urgência.

Utilizando 240 recursos de germoplasma de arroz como material, a equipe de Xiong Lizhong identificou com sucesso um "gene órfão" específico do gênero Oryza — o ROAD1. Esse tipo de gene existe apenas em espécies específicas, carecendo de genes homólogos detectáveis em espécies distantemente relacionadas.

O estudo descobriu que, sob estresse hídrico, o arroz portador do alelo funcional ROAD1C apresentou menor grau de enrolamento foliar e menor perda de produtividade. A análise evolutiva indicou que o ROAD1 pode ser rastreado até uma sequência ancestral no arroz selvagem do sul. Durante a evolução subsequente, formou-se gradualmente o alelo funcional ROAD1C. A análise genética populacional revelou ainda que o ROAD1C foi selecionado durante a domesticação do arroz japónica e apresentou alta frequência em materiais de arroz japónica originários de regiões com precipitação relativamente baixa.

O estudo também descobriu que, na via de sinalização de resistência à seca do arroz, a proteína OsPP2C68 atua como um "freio", inibindo a resposta à seca quando as plantas crescem em condições de suprimento hídrico adequado. Quando a seca chega, a proteína ROAD1 se acumula em grande quantidade e se liga à OsPP2C68, liberando o "freio" da OsPP2C68, aumentando assim a resposta de resistência à seca da planta.

Xiong Lizhong afirmou que a proteína ROAD1 funciona como um "fator de potencialização dependente de estresse": quando a água é suficiente, seu nível proteico é extremamente baixo, sem afetar o crescimento normal; só se acumula em grande quantidade e atua sob estresse hídrico. Esse mecanismo de "ativação sob demanda" equilibra perfeitamente a resistência à seca e a estabilidade produtiva do arroz.

Para verificar o valor prático do ROAD1, a equipe de pesquisa introduziu o alelo funcional ROAD1C em variedades elite de arroz para testes de campo. Os resultados mostraram que, em condições de seca, a produtividade do arroz das linhagens quase isogênicas portadoras do ROAD1C foi cerca de 21% a 35% maior em comparação com o controle. Em condições normais de irrigação, não foram observadas alterações adversas significativas no crescimento ou na produtividade. O acadêmico da Academia Chinesa de Ciências e pesquisador do Instituto de Botânica da Academia Chinesa de Ciências, Zhong Kang, considerou que o estudo estabeleceu uma cadeia completa de evidências, desde a origem evolutiva e mecanismos moleculares até a avaliação em campo e validação entre espécies, aprofundando a compreensão do envolvimento de genes órfãos na adaptação ambiental das plantas e fornecendo novas ideias para a descoberta de recursos genéticos de resistência à seca e o desenvolvimento de culturas resistentes à seca e com produtividade estável.