Software ajuda a melhorar geneticamente o arroz

Software ajuda a melhorar geneticamente o arroz

A inflorescência do arroz, onde estão localizados os grãos, é considerada um alvo-chave para seleção artificial de variedades da gramínea. Também conhecida como panícula, esta parte da planta está relacionada à qualidade e ao rendimento das sementes. A seleção de cultivares de arroz a partir das características morfológicas da panícula é difícil de ser feita, entre outras razões, pela diversidade de subpopulações do cereal, originadas de cruzamentos realizados ao longo das últimas décadas, resultando em diferentes padrões de inflorescência.

Agrônomos e especialistas apontam que essas barreiras impossibilitam analisar e medir manualmente os fenótipos das panículas dessas diferentes subpopulações da planta e identificar as que apresentam melhor e maior inflorescência para serem usadas em programas de melhoramento genético.

A fim de superar esse entrave, Alexandre Xavier Falcão, pesquisador do Instituto de Computação da Universidade Estadual de Campinas (IC-Unicamp), em colaboração com colegas do Departamento de Genética e Melhoramento da Cornell University, nos Estados Unidos, desenvolveu um software em código aberto para análise e medição de fenótipos de panículas de arroz e de outras plantas agrícolas.

Batizado de Plataforma PANorama, o software permitiu identificar com a ajuda de outras ferramentas estatísticas possíveis genes que podem ser usados para melhorar o desenvolvimento da panícula do arroz. Alguns dos resultados do estudo foram descritos em um artigo publicado na revista Nature Communications.

“O software permite medir diversos fenótipos de panículas de arroz e de outras gramíneas, que seriam impossíveis de serem medidos manualmente, de forma simultânea e automaticamente. Esses fenótipos podem ser usados em estudos de mapeamento genético para identificar possíveis genes responsáveis por expressá-los nas plantas”, disse Falcão, que desenvolveu a ferramenta com uma bolsa da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp).

O pesquisador mediu por meio do software 49 fenótipos de panículas de 242 amostras de arroz asiático (Oryza sativa) de seis subpopulações cultivadas em campo nas Filipinas. Foram extraídos dos fenótipos 3,4 mil imagens das plantas, além de 11 outras informações medidas em campo. Esses dados foram integrados a um estudo de associação do genoma em que são examinadas muitas variáveis genômicas comuns em indivíduos diferentes para identificar os genes associados a determinados fenótipos. Por meio dessa integração, os pesquisadores identificaram dez genes que podem estar associados à produtividade do arroz.

“A ideia do estudo foi identificar genes ou partes do genoma que podem estar associados aos fenótipos de subpopulações de arroz medidos pelo software, como a altura, o comprimento máximo dos ramos primários e entre nós do eixo principal e a espessura média do eixo principal das plantas”, explicou Falcão. “Ao identificar esses genes ou partes do genoma, a estimativa é que seja possível controlar o comprimento da panícula, por exemplo, e aumentar a produtividade da planta.”

De acordo com o pesquisador, além do arroz, a aplicação do software também pode ser estendida para realizar medidas de fenótipos de panículas de outras gramíneas. No caso das panículas de arroz, uma das ideias dos pesquisadores é estender a aplicação para extrair medidas das sementes, tais como área e diâmetros.

Fonte: Agência Gestão CT&I, com informações da Fapesp

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