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Jul 29, 2023

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5 de junho de 2023 Este artigo

5 de junho de 2023

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pela Universidade de Ciência e Tecnologia Rei Abdullah

O arroz pigmentado é conhecido por ser muito mais nutritivo do que o arroz branco e pode ser um recurso importante para melhorar a saúde humana e combater a desnutrição. No entanto, é necessário melhorar o rendimento e as características agronômicas para que essas variedades, que incluem preto, marrom e vermelho, sejam amplamente aceitas pelos agricultores.

Uma equipe internacional liderada por Magdy Mahfouz e Khalid Sedeek, da KAUST, mostrou que características agronômicas desejáveis ​​de caule mais curto e maturidade precoce podem ser introduzidas no arroz preto.

Sua pesquisa foi publicada na revista Nature Food.

Sedeek, um pós-doutorando no laboratório de Mahfouz, diz que o primeiro passo para fazer essas melhorias foi coletar informações genômicas abrangentes.

“Embora os genomas de várias variedades de arroz japonica e indica tenham sido montados, as sequências completas do genoma estão disponíveis apenas para algumas variedades pigmentadas”, diz ele.

Os pesquisadores selecionaram três variedades de arroz preto e duas variedades de arroz vermelho para o sequenciamento de todo o genoma. Para detectar mais variações genéticas, eles sequenciaram 46 variedades adicionais.

“O próximo passo foi analisar a composição dessas variedades para identificar aquelas com nutrição superior como candidatas ao melhoramento”, diz Sedeek. Para fazer isso, os pesquisadores analisaram 63 variedades de arroz preto, vermelho e integral, com o arroz preto apresentando o melhor teor de nutrientes em uma ampla gama de compostos, incluindo carboidratos, aminoácidos, metabólitos secundários, lipídios, peptídeos e vitaminas.

O arroz pigmentado (especialmente o arroz preto) também é rico em microelementos essenciais, incluindo ferro, zinco, cobre, manganês e selênio. Em particular, o arroz preto indonésio Cempo Ireng (o arroz mais rico em ferro e o genótipo de arroz preto mais rico em zinco) poderia fornecer as necessidades diárias desses elementos essenciais.

Os pesquisadores usaram esses perfis de nutrientes e íons metálicos para identificar várias variedades ricas em nutrientes com níveis mais altos de antioxidantes e outros compostos e elementos benéficos, que poderiam ser variedades prováveis ​​de melhoria.

Um deles foi Cempo Ireng. No entanto, apesar de sua resistência a pragas e doenças, os agricultores relutam em cultivar Cempo Ireng devido ao seu caule longo e ciclo de vida de cinco meses. Sedeek estabeleceu um sistema de regeneração e transformação em Cempo Ireng e então usou CRISPR/Cas 9 para derrubar três repressores do tempo de floração, resultando em uma variedade mais curta de maturação precoce.

As características agronômicas melhoradas em variedades de arroz pigmentadas têm o potencial de torná-las mais adequadas para cultivo e incorporação na cadeia alimentar. No entanto, observa Mahfouz, é necessário mais trabalho para determinar se essas características modificadas podem coexistir com outras características importantes, como o rendimento, no arroz pigmentado.

"No entanto", diz ele, "esta pesquisa fornece recursos importantes para bioengenheiros e criadores de culturas para continuar melhorando o arroz pigmentado e aproveitar seus potenciais benefícios para a saúde humana".

Mahfouz e sua equipe agora planejam melhorar uma variedade local de arroz vermelho conhecida como arroz Hassawi. Esta cepa de arroz em particular, nativa da Arábia Saudita, tem um imenso significado cultural e econômico na região. Ao utilizar a tecnologia CRISPR, o grupo pretende aumentar a produtividade e outras características importantes do arroz Hassawi para atender às demandas exclusivas do mercado saudita local.