IRRI desenvolve primeiro protocolo de melhoramento rápido para arroz
Cientistas do Instituto Internacional de Pesquisa do Arroz (IRRI) desenvolveram um protocolo de melhoramento de arroz robusto e rápido, que alcançará 4 a 5 colheitas de arroz num ano - quase o dobro do que tem sido possível em programas de melhoramento até agora. Este protocolo será importante para acelerar a criação de novas variedades melhoradas de arroz para fazer face às alterações climáticas e às necessidades de uma população mundial crescente.
Chamado “SpeedFlower”, o protocolo se concentra na otimização do espectro, quantidade e intensidade da luz, juntamente com temperatura, umidade e outras variáveis que aceleram o crescimento, a floração e a maturidade do arroz. O protocolo é adequado para a grande maioria do arroz cultivado globalmente, incluindo arroz indica e japonica.
“Podemos agora desenvolver novas variedades de arroz de alto rendimento, resistentes ao clima e nutricionalmente superiores num período muito mais curto. Este é um grande passo científico para aumentar significativamente o ganho genético do arroz, contribuindo em última análise para a segurança alimentar global”, disse o líder do programa, Dr. Vikas Kumar Singh, Uma Maheshwar Singh e Pallavi Sinha.
O sucesso do melhoramento Speed em outras culturas levou ao estabelecimento de uma instalação SpeedBreed de última geração no ISARC em Varanasi, Índia. Para alcançar a velocidade de reprodução do arroz, a instalação foi personalizada com parâmetros de crescimento controlados usando câmaras de crescimento totalmente fechadas.
“O SpeedFlower demonstra um impacto notável do melhoramento rápido na pesquisa de culturas. Com este protocolo, podemos agilizar as atividades de cruzamento e endogamia, completando-as dentro de 1,5 a 2 anos, em vez dos habituais 6 a 7 anos exigidos no campo”, disse o Diretor da ISARC, Dr.
O protocolo se concentra na otimização do espectro de luz, intensidade, fotoperíodo, temperatura, umidade, níveis de nutrientes e regulação hormonal para acelerar o crescimento, a floração e a maturidade do arroz. Demonstrou floração em apenas 60 dias para variedades de arroz testadas e alcançou uma redução de 50% no tempo de maturidade das sementes, independentemente da duração natural da floração.
Um subconjunto de 198 genótipos, representando 12 subgrupos diversos de Oryza sativa L. do Projeto 3.000 Genomas de Arroz (3K RGP) foi selecionado para validar o SpeedFlower otimizado nas instalações de melhoramento rápido do ISARC. O subconjunto foi escolhido com base na sua diversidade molecular, diferentes durações de floração e localizações geográficas. Em condições de campo, o tempo de florescimento destes genótipos variou de 58 a 127 dias. No entanto, quando cultivados no SpeedFlower otimizado, todos os 198 genótipos floresceram com sucesso em um período mais curto de 58 dias. A redução significativa do protocolo no tempo de floração para genótipos fotossensíveis e de duração tardia, juntamente com a notável sincronização entre gerações segregantes, aborda um grande gargalo nos programas de melhoramento.
O SpeedBreed Facility e o inovador protocolo SpeedFlower marcam um salto significativo no melhoramento do arroz, abordando o tempo de geração e as restrições sazonais. O protocolo otimizado funciona para todos os períodos de maturação (precoce, médio e tardio) do arroz indica e japonica e permite a floração sincronizada.
Considerada uma instalação modelo para o melhoramento rápido do arroz, o IRRI planeja estabelecer um consórcio para oferecer serviços de apoio aos Sistemas Nacionais de Investigação e Extensão Agrícola (NARES) e a empresas privadas no estabelecimento e operação de instalações de melhoramento rápido.
O protocolo será ainda mais refinado para melhorar a produção e testes abrangentes serão feitos para uma gama mais ampla de genótipos de arroz. Os proponentes do programa pretendem colaborar ainda mais com o NARES, incluindo outros centros sob o CGIAR, para alavancar o conhecimento e a experiência partilhados para otimizar o protocolo para outras culturas.
“Continuamos a ampliar os limites da pesquisa para desenvolver inovações que são urgentemente necessárias à luz das crescentes crises alimentares e climáticas. Este avanço estabelece o novo padrão para acelerar os ganhos genéticos para a segurança alimentar global”, disse o Diretor Geral Interino do IRRI, Dr.
O estudo por trás do protocolo foi liderado pelos Drs. Vikas Kumar Singh, Uma Maheshwar Singh e Pallavi Sinha e foi desenvolvido com apoio financeiro do Departamento de Biotecnologia (DBT) do Governo da Índia. A pesquisa foi conduzida como parte do projeto de pesquisa colaborativa com o Conselho Indiano de Pesquisa Agrícola (ICAR).
