Graças ao CRISPR, os agricultores podem finalmente ter uma boa defesa contra a brusone do arroz, uma doença fúngica tão devastadora que é conhecida como o "câncer do arroz".

   O arroz fornece mais de 20% das calorias do mundo, mas a cada ano, a Brusone destrói de 10 a 30% das safras mundiais de arroz, tornando-se uma grande ameaça à segurança alimentar global e às economias que dependem da produção de arroz.

   "A brusone é a doença mais grave das plantas no mundo porque afeta praticamente todas as regiões de cultivo de arroz e também porque o arroz é uma grande cultura", disse Pamela Ronald, professora ilustre do Departamento de Patologia Vegetal da UC Davis.

   “Os resultados deste estudo podem ajudar a reforçar o abastecimento de alimentos no futuro.” —Jenny Mortimer

   Ronald e uma equipe internacional de pesquisadores descobriram agora uma maneira de usar o CRISPR para tornar as plantas resistentes à brusone do arroz. Em pequenos testes de campo, suas plantas de arroz editadas por genes produziram cinco vezes mais arroz do que os controles quando desafiadas com o fungo que causa a brusone.

   “Culturas de arroz com maior rendimento são necessárias para atender à crescente demanda global, e os resultados deste estudo podem ajudar a reforçar o suprimento de alimentos no futuro”, disse a coautora do estudo, Jenny Mortimer, da Universidade de Adelaide.

   Durante uma infecção por brusone do arroz, lesões - manchas de células mortas - se formam nas partes da planta acima do solo. A menos que um agricultor trate a infecção precocemente com fungicidas caros, essas lesões se espalham e se fundem até que toda a planta esteja morta.

   Assim como temos um sistema imunológico para nos proteger de doenças, as plantas de arroz também têm, mas embora uma infecção por brusone possa desencadear uma resposta imune, as defesas naturais da planta geralmente são sobrecarregadas pelo fungo.

   “O sequenciamento genético levou à descoberta de um mutante que conferia proteção contra as infecções”.

   Essas mutações genéticas fazem com que as plantas exibam as mesmas manchas de células mortas presentes durante uma infecção, apesar de a planta estar livre de infecção. Como resultado, seus sistemas imunológicos entram em ação, matando as células ao redor das lesões para evitar que a “infecção” se espalhe.

   Enquanto trabalhava no laboratório de Ronald, o co-autor principal do estudo, Guotian Li – agora na Huazhong Agricultural University – sequenciou mais de 3.200 cepas de plantas de arroz, levando à descoberta de um mutante que conferia proteção contra infecções bacterianas.

   As plantas com a mutação natural eram pequenas e não produziam muito arroz, mas os pesquisadores conseguiram identificar o gene mutante, que eles chamam de RBL1 (resistência ao blast1).

   Usando CRISPR e outras técnicas, eles criaram uma linha de plantas de arroz com uma versão da mutação RBL1 que as torna resistentes a três infecções bacterianas e fúngicas – incluindo brusone do arroz – ao mesmo tempo em que produzem bons rendimentos.

   “Esperamos que as pessoas possam… editá-los para obter um bom equilíbrio entre resistência e alto rendimento.” — Pamela Ronald

Olhando para frente

   Ensaios de campo maiores são necessários para confirmar os resultados do estudo, e os pesquisadores também planejam tentar recriar seu sucesso em outras variedades de arroz – a variedade que eles usaram cresce rapidamente, tornando-a útil para estudos, mas não é comumente cultivada para alimentação.

   Os cientistas esperam que sua pesquisa inspire outras pessoas a considerar como o CRISPR, combinado com dados sobre a diversidade genética natural, pode ser usado para criar melhores variedades.

   “Muitos desses mutantes que imitam lesões foram descobertos e meio que deixados de lado porque têm baixo rendimento”, disse Ronald. “Esperamos que as pessoas possam ver alguns deles e ver se podem editá-los para obter um bom equilíbrio entre resistência e alto rendimento.”