Grãos de arroz perdem peso devido à mutação
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O arroz é uma planta da família das gramíneas do gênero Oryza e é constituído por sete espécies, sendo o terceiro maior cereal cultivado no mundo, atrás apenas do milho e do trigo. A origem do cereal é controversa. Diversos historiadores e cientistas apontam o sudeste da Ásia como seu local de origem; outros dizem que ele pode ser originário da Índia, mais especificamente de Mianmar e das províncias de Bengala e Assam. Esse cereal é responsável pela alimentação de mais da metade da população mundial.
Em um estudo realizado por pesquisadores japoneses, foi identificado um gene que controla o tamanho e o peso dos grãos de arroz. No estudo publicado em 28 de setembro, na edição online do jornal Nature Genetics, os pesquisadores mostraram os resultados do isolamento e da análise funcional do gene GIF1 (grain incomplete filling 1). Esse gene codifica a enzima invertase, que tem a função de quebrar o carbono em partes menores, durante o enchimento precoce dos grãos de arroz. Essa enzima é uma sacarase, responsável pela catalisação da hidrólise da sacarose em frutose mais glicose.
Após a descoberta da mutação, a equipe de pesquisadores testou a habilidade do gene G1F1 no controle da produção da invertase, medindo a sua atividade. Os pesquisadores fizeram testes, comparando-se dois tipos de arroz: um com grãos de peso normal, ou seja, nos quais não existia a mutação; o outro, com a mutação e, conseqüentemente, com a atividade da enzima invertase anormal. Os resultados mostraram que a invertase, na variedade de arroz mutante, apresentou uma atividade enzimática de apenas 17%, quando comparada à variedade normal. Esse dado demonstrou que o gene G1F1 exerce um controle na atividade da invertase. Os pesquisadores ainda criaram linhagens de arroz transgênicas, nas quais o gene em questão teve a sua expressão acentuada. Ao compará-las com as variedades normais, comprovaram que aquelas produziam grãos maiores e mais pesados.
Comparando variedades de arroz selvagem e doméstica, os pesquisadores descobriram que o gene GIF1 foi um dos selecionados durante o processo de domesticação da espécie pelo homem. Os pesquisadores acreditam que o processo pode ter provocado um acúmulo de mutações em genes reguladores. Os testes revelaram diversos dados surpreendentes para os pesquisadores, como a alta especialização do gene GIF1 no controle da invertase, em um local específico do grão, e o tipo de expressão genética apresentada, pois a enzima é utilizada por vários tipos de células. Os pesquisadores realizaram um mapeamento genético das cultivares que receberam o material genético de outras plantas, provando que o arroz selvagem, com o gene GIF1 mutante, é o responsável pela redução do peso dos grãos. Já a espécie cultivada, contendo o gene GIF1 normal, com os promotores 35S ou Waxy, produziram grãos menores e levaram à superexpressão do gene.
A comparação entre plantas selvagens e cultivadas provou, por meio de uma diferença entre nucleotídeos do gene GIF1 das plantas, o sinal da domesticação do arroz. Os resultados sugerem que os genes selecionados por este processo podem ajudar no melhoramento das culturas.