octubre 2, 2022

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Un nuevo estudio descifra el código para aumentar el tamaño del grano y reducir la tiza en el arroz


Mejorar el rendimiento de los granos de arroz y mejorar su apariencia es un punto de vista clave para el cultivo de arroz. Ahora, un grupo de investigadores de China ha identificado una variante genética presente en el arroz silvestre que controla la longitud, el ancho y la tiza de los granos de arroz. 


por Cactus Communications


La introducción de esta variante, llamada gl9, podría ayudar en el mejoramiento de nuevas variedades de arroz con altos rendimientos de grano y una apariencia deseable.

El arroz es un alimento básico para millones de personas en todo el mundo. Los avances en la genética y la ciencia del mejoramiento han modernizado el cultivo del arroz , lo que ha llevado a mejoras en el peso del grano, un determinante importante tanto del rendimiento del grano como de la calidad del aspecto del arroz.

Los estudios centrados en los loci de rasgos cuantitativos (QTL), pequeñas regiones de ADN que controlan factores como el tamaño , la longitud y la forma del grano , han estado a la vanguardia de estos avances. Al identificar QTL favorables (es decir, rasgos) e incorporarlos en diferentes variedades de arroz, los científicos han podido aumentar el rendimiento del grano, contribuyendo a una mayor seguridad alimentaria. Sin embargo, el potencial de QTL favorables de las variedades de arroz silvestre, que generalmente no se consumen, se ha desaprovechado en gran medida.

Una especie de arroz silvestre llamada Oryza glumaepatula ha recibido cierta atención porque es una fuente importante de diversidad genética para el mejoramiento de cultivares de arroz. Por lo tanto, un grupo de investigadores de la Universidad Agrícola del Sur de China y el Laboratorio de Agricultura Moderna Lingnan de Guangdong desarrollaron una serie de recursos de germoplasma mediante el cruce de O. glumaepatula con HJX74, una variedad de arroz regular de élite.

Sus hallazgos, disponibles en línea el 19 de julio de 2022 y publicados en The Crop Journal, demuestran que gl9, una variante particular del gen GS9 de O. glumaepatula, contribuye a un alto rendimiento de grano y buena calidad en el arroz cultivado.

El profesor Shaokui Wang, investigador principal del estudio, explica que «varias variedades de arroz silvestre tienen buenos recursos genéticos que serían beneficiosos en las variedades de arroz que consumimos. Pero a menudo no se pueden incorporar porque las especies de arroz silvestre son bastante diferentes de las uno de los objetivos de nuestro estudio fue esencialmente cerrar esta brecha y cosechar los beneficios de las características favorables del arroz silvestre «.

El estudio se dividió en gran parte en dos fases. En la primera parte, se generaron varias líneas de sustitución de segmento único (SSSL) utilizando O. glumaepatula como padre donante y HJX74 como padre receptor. Estos SSSL, en los que se integraron genes foráneos de O. glumaepatula en el genoma de HJX74, se analizaron genéticamente y 12 QTL que determinan la longitud del grano (GL), 9 que determinan el ancho del grano (GW) y 9 que determinan el peso del grano ( TKW) fueron identificados. Curiosamente, algunos de estos QTL se asignaron a un nuevo » alelo «, es decir, una nueva variante genética, llamada gl9.

Este alelo era una variante del gen GS9, un regulador conocido de la forma del grano y la calidad del aspecto del arroz. Comparaciones adicionales mostraron que el SSSL que contenía el alelo gl9 tenía granos más largos y delgados que el padre HJX74, y su TKW y el rendimiento de grano por planta también fueron más altos. Esto indicó que el alelo gl9 era beneficioso para mejorar la calidad del arroz.

A continuación, para confirmar el efecto de este alelo, se crearon variedades de arroz modificadas genéticamente introduciendo gl9 en HJX74 utilizando herramientas genéticas. Los resultados experimentales mostraron que la presencia de gl9 aumentaba la longitud y la delgadez de los granos de arroz y disminuía su tiza, en comparación con HJX74 regular. El mejoramiento adicional de arroz por diseño demostró que la combinación de gl9 con genes previamente en uso podría mejorar aún más la calidad de la apariencia y el rendimiento de los granos de arroz.

Juntos, estos hallazgos implican la utilidad de gl9 como alelo objetivo para mejorar la producción de arroz. El profesor Wang dice que «en esta era, se ha vuelto importante tanto para los agricultores como para los gobiernos mejorar la producción de alimentos. Desafortunadamente, es un desafío aumentar el rendimiento del arroz sin comprometer su calidad. Nuestros hallazgos con respecto a estos nuevos alelos como gl9 que pueden mejorar estos dos factores son, por lo tanto, de gran importancia».

Los hallazgos de la profesora Wang y su equipo sobre el alelo gl9 podrían conducir a un progreso significativo en los programas de mejoramiento de arroz . Ofrecen un paso muy necesario hacia una mayor seguridad alimentaria en el futuro.


Más información: Shaojun Lin et al, GL9 de Oryza glumaepatula controla el tamaño del grano y la tiza en el arroz, 

The Crop Journal (2022). DOI: 10.1016/j.cj.2022.06.006



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