Usando uma inovadora tecnologia de sequenciamento de genoma, os pesquisadores montaram o plano genético completo de duas variedades de arroz basmati, incluindo uma que é tolerante à seca e resistente a doenças bacterianas. Os resultados, publicados na Genome Biology , também mostram que o arroz basmati é um híbrido de dois outros grupos de arroz.

Basmati – derivado da palavra em hindi para “perfumado” – é um tipo de arroz aromático de grãos longos cultivado no sul da Ásia. Apesar da importância econômica e cultural das variedades de arroz aromático basmati e relacionadas, sua história evolutiva não é totalmente compreendida.

“O arroz é uma das culturas principais mais importantes do mundo, e as variedades do grupo basmati são algumas das variedades de arroz mais icônicas e premiadas. No entanto, até recentemente, não havia um genoma de referência de alta qualidade para o arroz basmati”. Jae Young Choi, bolsista de pós-doutorado da NYU e principal autor do estudo Genome Biology .

O seqüenciamento de genoma inteiro – que determina a seqüência completa de DNA de um organismo – é uma ferramenta importante para estudar plantas e melhorar as variedades de culturas. Pesquisas anteriores montaram o genoma do arroz basmati usando o sequenciamento de leitura curta – no qual o DNA é quebrado em pequenos fragmentos e depois remontado – mas faltam sequências e lacunas nos dados.

Os pesquisadores do Centro de Genômica e Biologia de Sistemas da NYU sequenciaram o genoma de dois membros do grupo de arroz basmati usando a tecnologia de seqüenciamento de nanoporos . Desenvolvido pela Oxford Nanopore Technologies, um colaborador deste projeto, o seqüenciamento de nanoporos é uma tecnologia de sequenciamento de terceira geração que permite sequenciar rapidamente moléculas únicas de DNA, melhorando a completude e a eficiência do sequenciamento genômico anterior.

Os pesquisadores se concentraram em duas variedades de arroz basmati: o Basmati 334, do Paquistão, conhecido por ser tolerante à seca e resistente à ferrugem bacteriana que mata o arroz, e Dom Sufid, do Irã, um arroz aromático de grãos longos e um dos mais caros do mercado. . Usando longas leituras do seqüenciamento de nanoporos, os pesquisadores reuniram genomas completos e de alta qualidade das duas variedades de arroz basmati que foram uma melhoria significativa em relação às sequências genômicas anteriores montadas usando leituras curtas.

O sequenciamento também confirmou que o arroz basmati é um híbrido de dois outros grupos de arroz. A maioria dos materiais genéticos em basmati vem do japonica (um grupo de arroz encontrado no leste da Ásia), seguido pelo grupo de arroz aus (encontrado em Bangladesh).

Agora que as seqüências genômicas do arroz basmati foram estabelecidas, os pesquisadores pretendem trabalhar com as comunidades científicas e de criação de arroz para identificar genes importantes, ver o que torna o grupo basmati único e até desenvolver marcadores moleculares para ajudar a criar novas variedades.

“Ao ter a sequência de variedades de arroz como Basmati 334, que podem suportar condições de seca e resistir à ferrugem bacteriana, podemos começar a identificar genes que dão origem a esses traços valiosos”, disse Michael Purugganan, professor de biologia da NYU. autor sênior do estudo. “A tolerância à seca é algo em que estamos particularmente interessados, dados os desafios que enfrentamos devido às mudanças climáticas e as implicações para a segurança alimentar em todo o mundo”.