Descoberta genética ajuda arroz a evitar estresse térmico

Com o avanço das mudanças climáticas e a ocorrência cada vez mais frequente de ondas de calor e períodos prolongados de seca, cientistas identificaram um gene capaz de aumentar a tolerância do arroz às altas temperaturas em uma das fases mais críticas do seu desenvolvimento. A descoberta pode contribuir para a manutenção da produtividade da cultura em regiões tropicais e subtropicais.

O estudo, conduzido por pesquisadores da Organização Nacional de Pesquisa Agrícola e Alimentar do Japão (Naro), do Instituto Internacional de Pesquisa do Arroz (Irri) e de outras instituições japonesas, identificou o gene EMF3 (Early Morning Flowering 3), responsável por antecipar a abertura das flores da planta para o início da manhã, quando as temperaturas ainda são mais amenas. 

Normalmente, o arroz floresce entre 10h e 12h, período em que as temperaturas costumam atingir os níveis mais elevados do dia, entre 33°C e 35°C. Quando expostas ao calor excessivo durante essa fase, as flores podem sofrer falhas na fertilização, resultando em espiguetas estéreis e redução na formação de grãos.

Segundo os pesquisadores, uma variante específica do gene, denominada EMF3-1D, foi capaz de adiantar a floração em cerca de 1,5 hora. Essa mudança aparentemente simples mostrou impacto significativo na fertilidade dos grãos sob condições de estresse térmico.

“O gene permite que o arroz ‘escape do calor’ justamente em seu estágio mais vulnerável, protegendo a fertilização e ajudando a garantir a colheita mesmo sob temperaturas extremas”, afirmou o pesquisador Tsutomu Ishimaru, da Naro.

Variante rara com potencial global

De acordo com a equipe de pesquisa, nenhuma variedade comercial conhecida de arroz apresenta naturalmente o alelo EMF3-1D. A característica foi considerada rara, mas com potencial de aplicação em diferentes grupos genéticos da cultura, incluindo variedades dos tipos indica e japonica.

Além de contribuir para a tolerância ao calor, a alteração no horário de abertura das flores também pode trazer benefícios para programas de produção de sementes híbridas, nos quais a sincronização da floração entre as linhagens parentais é um fator determinante para o sucesso da polinização.

“Essa característica pode ser extremamente útil para a produção de sementes híbridas, onde o alinhamento do horário de abertura das flores é uma consideração importante”, destacou Sung-Ryul Kim, cientista do Irri.

Testes incluem cultivar brasileira

Os pesquisadores já iniciaram a introdução do gene EMF3-1D em variedades amplamente cultivadas em diferentes regiões do mundo. Entre elas estão IR64, Swarna e Pusa Basmati, na Índia; TDK1, no Laos; Sahel 329, na África Ocidental; Toyomeki, no Japão; e a cultivar Caiapó, desenvolvida para condições brasileiras.

Essas linhagens experimentais têm demonstrado potencial para manter elevados índices de fertilidade dos grãos mesmo sob temperaturas consideradas críticas para a cultura.

Segundo os pesquisadores Hideyuki Hirabayashi, da Naro, e Kazuhiro Sasaki, do Centro Internacional de Pesquisa Agrícola do Japão (Jircas), o gene poderá ser incorporado a programas de melhoramento por meio da seleção assistida por marcadores moleculares, acelerando o desenvolvimento de novas cultivares adaptadas ao aquecimento global.

Caminho para a edição genética

A descoberta também abre novas perspectivas para o uso de tecnologias de edição genética. De acordo com Inez Slamet-Loedin, líder da Unidade de Design e Validação Genética do Arroz do Irri, ferramentas como a edição de precisão poderão permitir a introdução rápida da característica de floração precoce em variedades de elite.

Outro aspecto considerado relevante pelos cientistas é que o gene afeta exclusivamente o horário de abertura das flores, sem alterar o crescimento da planta ou comprometer o potencial produtivo em condições normais de cultivo.

“Com o EMF3, as plantas de arroz simplesmente ‘acordam mais cedo’ para evitar o calor. É uma estratégia natural de adaptação que pode se tornar uma ferramenta importante para garantir a segurança alimentar em um cenário de aquecimento global”, concluiu Ishimaru.

O trabalho foi publicado no periódico Plant Biotechnology Journal sob o título Rice EMF3 alleles adjust flower opening time to increase seed-setting rate under high-temperature stress, assinado por Takuma Ishizaki e colaboradores (2026).

Mais informações em doi.org/10.1111/pbi.70653