Avanço no arroz híbrido de "método único" da China: taxa de clonagem superior a 90% em 18 combinações

De acordo com pt.wedoany.com-A pesquisa técnica para a produção de sementes de arroz híbrido por "método único" alcançou um avanço importante em sua fase atual. Em 11 de outubro, foi realizada na Base de Melhoramento Biológico de Hunan a reunião de observação e avaliação in loco do arroz híbrido com apomixia (arroz híbrido de "método único"). Segundo informações obtidas na reunião, com a contínua promoção da validação do arroz híbrido de "método único" em múltiplas variedades e múltiplas zonas ecológicas e da pesquisa de tecnologias complementares, espera-se que a apomixia artificial ofereça um novo caminho tecnológico para a reprodução contínua de combinações híbridas superiores de arroz, reduzindo os custos e riscos de produção de sementes de arroz híbrido e fornecendo importante sustentação para garantir a segurança alimentar e impulsionar a inovação no setor de sementes.

Do método de três linhagens ao método de duas linhagens, as variedades de arroz híbrido da China vêm se atualizando e aprimorando continuamente, dando grande contribuição para garantir a segurança alimentar nacional. No entanto, a produção tradicional de sementes de arroz híbrido apresenta problemas como processo relativamente complexo, alto investimento e risco elevado, o que, em certa medida, restringe a promoção de combinações superiores de arroz híbrido em maior escala. Como fixar a heterose do arroz, permitindo que variedades híbridas superiores se reproduzam continuamente por meio de sementes, é um grande objetivo científico perseguido há longo tempo pelos melhoristas de arroz híbrido.

Em 1987, Yuan Longping, acadêmico da Academia Chinesa de Engenharia, propôs a grande visão estratégica de desenvolvimento do arroz híbrido do "método de três linhagens" para o "método de duas linhagens" e, finalmente, para o "método único". O núcleo do "método único" é fixar a heterose, permitindo que híbridos superiores se reproduzam continuamente por meio de suas próprias sementes, realizando o princípio de "uma hibridação, utilização por gerações". A apomixia artificial é um método que, por meio do redesenho do processo reprodutivo da planta, faz com que o híbrido produza sementes clonais basicamente idênticas à sua própria composição genética, oferecendo um novo caminho tecnológico para alcançar esse objetivo estratégico. Uma vez alcançada aplicação industrial estável, esse método poderá simplificar fundamentalmente o sistema de produção de sementes de arroz híbrido, reduzir custos e riscos de produção de sementes e impulsionar a transição do arroz híbrido para a fixação e reprodução contínua de genótipos heterozigotos superiores.

Com base nisso, o Laboratório de Yazhou Bay liderou, em coordenação com equipes de destaque como o Instituto de Ciências das Culturas da Academia Chinesa de Ciências Agrícolas, o Instituto de Pesquisa do Arroz da China, a Academia de Ciências Agrícolas de Hunan, a Academia de Ciências Agrícolas de Anhui, a Yuan Longping High-Tech Agriculture Co., Ltd. e a Anhui Quanyin Hi-Tech Seed Industry Co., Ltd., o lançamento de um esforço conjunto de pesquisa para abordar questões-chave como eficiência de clonagem, capacidade de frutificação, aplicabilidade do background genético e estabilidade em campo do arroz. A equipe articulou pesquisa em regulação reprodutiva, criação de materiais, reprodução por múltiplas gerações e avaliação em campo, obtendo uma série de progressos na pesquisa dessa inovação original disruptiva — a tecnologia de produção de sementes de arroz híbrido de "método único" —, desde a clonagem eficiente até a validação de aplicação em múltiplas variedades e múltiplas zonas ecológicas.

Qian Qian, acadêmico da Academia Chinesa de Ciências, apresentou que a equipe introduziu pela primeira vez o gene de partenogênese do dente-de-leão ToPAR no arroz, combinando-o com a tecnologia de modificação da meiose, alcançando em alguns materiais de arroz uma taxa de clonagem de 100% na mesma linhagem e uma taxa de frutificação de 93,54%, conciliando a clonagem eficiente com a capacidade normal de frutificação do arroz. Com base nisso, a equipe criou o material L3 tendo como background o Jiafengyou 3, completando a validação de acompanhamento por cinco gerações consecutivas, fornecendo importante base para a transmissão transgeracional da composição genética de combinações híbridas superiores.

Para verificar a aplicabilidade dessa tecnologia, a equipe realizou validação em 20 combinações representativas de arroz híbrido da China, do Sul da Ásia e do Sudeste Asiático, abrangendo tipos indica de três linhagens, tipos indica-japônica de três linhagens e tipos indica de duas linhagens, obtendo materiais apomíticos correspondentes, entre os quais 18 combinações apresentaram taxa de clonagem superior a 90%.

Este ano, a equipe ampliou a disposição de experimentos de campo em estação regular em múltiplas zonas ecológicas do país, em áreas de melhoramento biológico em Pequim, Hefei, Changsha, Hangzhou e Sanya, entre outras localidades. Sob diferentes ambientes ecológicos, cobrindo desde a região arrozeira do norte, a região arrozeira do médio e baixo curso do rio Yangtzé até a região arrozeira tropical do sul da China, a equipe distribuiu materiais apomíticos, examinando o desempenho dos materiais sob diferentes latitudes, condições de luz e temperatura e ambientes ecológicos de cultivo de arroz, impulsionando a avaliação tecnológica de um único material para múltiplos backgrounds genéticos e múltiplas zonas ecológicas.

Os resultados indicam que a apomixia artificial está avançando da direção de "um único material capaz de realizar reprodução clonal" para a direção de "diferentes combinações superiores capazes de serem transformadas e diferentes zonas ecológicas capazes de serem validadas". No futuro, espera-se converter diretamente variedades híbridas maduras, validadas por anos de produção, em materiais de "método único" capazes de se reproduzir continuamente, encurtando significativamente o ciclo de entrada da tecnologia na indústria e aumentando a eficiência da atualização de variedades híbridas maduras para o "método único".

No local desta reunião de observação, a equipe demonstrou e estabeleceu métodos de plantio com uma, duas e três mudas por cova, combinando melhoramento molecular com regulação de cultivo, explorando medidas complementares para melhorar a estabilidade populacional. Sob as condições de cultivo apresentadas, os materiais relacionados demonstraram bom crescimento populacional e características agronômicas.

Li Jiayang, diretor do Laboratório de Yazhou Bay e acadêmico da Academia Chinesa de Ciências, afirmou que a fixação da heterose é uma importante direção de pesquisa no melhoramento de arroz híbrido, e os progressos atuais de pesquisa demonstram seu bom potencial de aplicação. Ao mesmo tempo, porém, os resultados parciais ainda estão distantes da verdadeira aplicação em produção em larga escala, havendo muitos problemas práticos urgentes a serem superados. Questões como a influência do ambiente sobre os caracteres de apomixia, a estabilidade de desempenho sob diferentes backgrounds genéticos, a confiabilidade da reprodução por múltiplas gerações a longo prazo e o sistema de tecnologias complementares de cultivo ainda necessitam de pesquisa sistemática contínua. Ele sugeriu que, na próxima etapa, se aprofunde continuamente a pesquisa dos mecanismos básicos, se intensifique a validação de acompanhamento em múltiplas zonas ecológicas e por múltiplas gerações, e se busque formar um sistema tecnológico estável, repetível e adequado à aplicação em produção.