O mundial de fim de 20 th século 'revolução verde' drama¡ticos aumentos vimos no ano-a-ano em rendimentos de gra£os globais de arroz e outros cereais. A Revolução Verde foi alimentada pelas novas Variedades da Revolução Verde (GRVs) ana£s de alto rendimento que ainda hoje são amplamente difundidas e pelo aumento do uso de fertilizantes.

O número de galhos que produzem gra£os (perfilhos) por planta éaumentado em GRVs e ainda mais aprimorado pelo aumento do uso de fertilizantes nitrogenados, aumentando assim o rendimento de gra£os. No entanto, os fertilizantes são caros para os agricultores e causam extensos danos ambientais. O desenvolvimento de novos GRVs combinando aumento do número de perfilhos e rendimento de gra£os com uso reduzido de nitrogaªnio anã, portanto, um objetivo agra­cola global urgente e sustenta¡vel.

Um novo estudo importante, publicado hoje como matéria de capa da revista Science , liderada pelo professor Xiangdong Fu, do Instituto de Genanãtica e Biologia do Desenvolvimento da Academia Chinesa de Ciências, e pelo professor Nicholas Harberd, do Departamento de Ciências Vegetais da Universidade de Oxford, co-financiado pela BBSRC-Newton Rice Initiative, descobriu pela primeira vez um gene que pode ajudar a alcana§ar esse objetivo.

O estudo identificou um gene do arroz que responde ao nitrogaªnio e, portanto, aumenta o acaºmulo nas células vegetais de uma protea­na chamada NGR5. O acaºmulo de NGR5 estimulado por nitrogaªnio altera a estrutura dos genes que inibem o crescimento do leme, desligando-o e aumentando o número de perfilhos que aumentam o rendimento.   

O professor Harberd disse: 'Descobrir como o nitrogaªnio estimula o crescimento de leme foi emocionante por si são. Mas nossa descoberta foi particularmente emocionante porque o NGR5 controla a atividade (atravanãs de um mecanismo conhecido como modulação da cromatina) de maºltiplos genes no genoma do arroz, genes provavelmente responsa¡veis ​​por muitas respostas diferentes do arroz ao nitrogaªnio do solo, além do crescimento do perfilho. '

O aumento do número de rebentos de GRV também écausado pelo acaºmulo de outra protea­na promotora de ramificação, chamada DELLA, um acaºmulo reduzido pelo horma´nio vegetal giberelina (GA). O estudo descobriu que o GA também reduz a acumulação de NGR5 e que o crescimento de leme éo produto de interações complexas entre as protea­nas NGR5 e DELLA.

O professor Harberd disse: 'Em seguida, argumentamos que um aumento adicional no acaºmulo de NGR5 pode aumentar o número de leme e o rendimento com o uso reduzido de fertilizantes. Para nossa satisfação, descobrimos que o aumento da acumulação de NGR5 causou um aumento no número de perfilhos e na produção de gra£os de um GRV de arroz de elite atual, especialmente em baixos na­veis de fertilizantes. '

Os pesquisadores dizem que o NGR5 deve agora se tornar um dos principais alvos para os melhoradores de plantas, aumentando o rendimento das culturas e a eficiência no uso de fertilizantes, com o objetivo de alcana§ar os aumentos globais de rendimento de gra£os necessa¡rios para alimentar uma população mundial em crescimento a um custo ambiental reduzido.

O professor Harberd acrescentou: 'Este estudo éum excelente exemplo de como a busca de objetivos fundamentais em ciência de plantas pode levar rapidamente a possa­veis soluções para os desafios globais. Ele descobre como as plantas coordenam seu crescimento em resposta a  disponibilidade de nitrogaªnio no solo e mostra como essa descoberta pode permitir estratanãgias de melhoramento para segurança alimentar sustenta¡vel e futuras novas revoluções verdes. '