Um estudo liderado pela equipe do Prof. Han Bin no Centro de Excelência em Ciências Moleculares de Plantas da Academia Chinesa de Ciências construiu um mapa pangenômico sem precedentes de arroz selvagem e cultivado, decifrando a arquitetura genética e a diversidade do arroz. Publicado on-line na Nature em 16 de abril, este estudo oferece um recurso valioso para melhoria e inovação agrícola, ao mesmo tempo em que lança nova luz sobre a história evolutiva e de domesticação do arroz.

   O arroz cultivado na Ásia (Oryza sativa) é um alimento básico para bilhões de pessoas. Diante das mudanças climáticas e do rápido crescimento populacional global, aumentar a sua produção, bem como sua resistência a doenças e pragas, é uma prioridade urgente. Igualmente importante é liberar o potencial genético de seu progenitor selvagem, Oryza rufipogon, que se adaptou a ambientes diversos ao longo de milhares de anos.

   Neste estudo, os pesquisadores sequenciaram 145 genomas de arroz — incluindo 129 acessos selvagens e 16 variedades cultivadas — selecionados por sua diversidade geográfica e genética. Usando a tecnologia avançada de sequenciamento de alta fidelidade (HiFi) e métodos computacionais da PacBio, eles criaram o “pan-genoma” de mais alta resolução até o momento, capturando o cenário genético completo do arroz selvagem e descobrindo variações ocultas cruciais para o melhoramento das culturas.

   A análise revelou 3,87 bilhões de pares de bases de novas sequências genéticas ausentes do único genoma de referência reconhecido (O. sativa ssp. japonica cv. Nipponbare), bem como 69.531 genes que abrangem coletivamente o pangenoma. Surpreendentemente, quase 20% desses genes existem apenas no arroz selvagem, e muitos estão ligados a características como resistência a doenças e adaptação ambiental. Esses genes representam uma mina de ouro genética para o desenvolvimento de variedades modernas de arroz capazes de resistir a pragas e doenças.

   Usando essas sequências genômicas de alta qualidade, os pesquisadores também realizaram análises de haplótipos de genes-chave de domesticação inicial em vários grupos de arroz cultivado na Ásia. Os resultados confirmaram que todos os locais de domesticação se originaram do ancestral japonica, Or-IIIa, apoiando fortemente a hipótese há muito debatida de um único evento inicial de domesticação para todas as variedades de arroz asiático.

   Os pesquisadores também descobriram um extenso fluxo genético entre grupos de arroz cultivado no sul da Ásia, levando à classificação de uma subpopulação recém-identificada, intro-indica, e ao desenvolvimento de um mapa abrangente da evolução e domesticação do arroz.

   Ao examinar a divergência genética entre indica e japonica (as duas principais subespécies de O. sativa), os pesquisadores identificaram mais de 850.000 polimorfismos de nucleotídeo único e 13.000 variações de presença-ausência entre eles. Essas diferenças se originaram principalmente da divergência entre suas linhagens ancestrais e de um gargalo genético maior na japonica, criando novas oportunidades para combinar genes benéficos de diferentes subespécies de arroz.

   Este conjunto de dados pangenômicos praticamente saturado, enriquecido com valiosos recursos genéticos selvagens, fornece uma base sólida para pesquisa agrícola e melhoramento de plantas. Os cientistas podem extrair alelos benéficos, rastrear a origem de genes-chave e aprofundar sua compreensão da adaptação ambiental e da plasticidade fenotípica do arroz.

   O estudo oferece um roteiro para o desenvolvimento de variedades de arroz que sejam resistentes a condições climáticas extremas, exijam menos recursos e produzam maiores rendimentos. Os editores da Nature também elogiaram este estudo por sua importância para a segurança alimentar futura em seu Research Briefing.

*Esta notícia foi publicada pela ChileBio e pode ser acessada em seu idioma original em: https://chilebio.cl/2025/04/20/el-pangenoma-revela-la-diversidad-genetica-la-evolucion-y-la-domesticacion-del-arroz/