AGRO.- Las temperaturas opresivas pueden frenar el crecimiento y el rendimiento de múltiples cultivos de cereales, incluido el arroz, que consumen unos 3500 millones de personas en todo el mundo.
Aunque gran parte de la investigación sobre el estrés por calor ha investigado sus efectos sobre la cantidad, también puede degradar la calidad del grano. El estrés por calor es especialmente conocido por introducir caliza en el interior de una semilla de arroz que, al complicar el proceso de molienda y hacer que el grano sea menos apetecible para los consumidores, también reduce su precio de mercado.
Aún así, los investigadores saben menos sobre los contribuyentes genéticos a esa tiza impulsada por el estrés, y cómo contrarrestarla, que sobre el rendimiento y otros resultados.
Harkamal Walia y sus colegas de Nebraska recientemente intentaron identificar los genes relacionados con la tiza y determinar una forma más rápida y eficiente de comparar esa tiza entre diferentes variedades de arroz . Los investigadores comenzaron exponiendo 229 plantas de arroz genéticamente diversas al estrés por calor durante cinco días, luego recolectaron y escanearon granos de cada una de esas plantas.
Con la ayuda de SeedExtractor, un programa de análisis de imágenes desarrollado por Husker, el equipo descubrió que la proporción de longitudes de onda rojas y verdes reflejadas por las semillas podría ayudar a estimar la cantidad de calcáreo en su interior. Su trabajo se publica en la revista Frontiers in Plant Science .
Después de incorporar esa proporción rojo-verde en un análisis genético de las plantas de arroz, el equipo identificó un gen en particular, OsCG5, que parecía especialmente activo frente al estrés por calor. La cantidad de proteínas que se originan en OsCG5, una medida de la expresión génica, aumentó considerablemente poco después de que los investigadores aumentaran la temperatura. Ese aumento en la expresión génica también se correlacionó con menos tiza en las semillas de arroz estresadas. Mientras tanto, las plantas de arroz que carecían de OsCG5 respondieron al estrés por calor con más tiza que las plantas que contenían el gen. Las semillas de las plantas sin OsCG5 también se acortaron entre un 11 y un 17 %.
Aprender más sobre OsCG5 podría informar el desarrollo de variedades de arroz que produzcan semillas menos calcáreas en medio de las olas de calor de un planeta que aún se está calentando, dijeron los investigadores. La incorporación del análisis de píxeles rojo-verde del equipo también podría acelerar la identificación de otros genes relevantes para la tiza en el arroz y cultivos de cereales relacionados.
por Scott Schrage, Universidad de Nebraska-Lincoln
Más información: Anil Kumar Nalini Chandran et al, Rice Chalky Grain 5 regula la variación natural de la calidad del grano bajo estrés por calor, Frontiers in Plant Science (2022). DOI: 10.3389/fpls.2022.1026472