Tudo Sobre o Arroz: Características, Nome Científico e Fotos

O arroz é um cereal da família da poaceae, cultivada nas regiões temperadas tropicais, subtropicais e quentes, rico em amido. Refere-se a todas as plantas do gênero oryza, incluindo as duas únicas espécies que são cultivadas principalmente em campos mais ou menos inundadas chamadas arrozais.

Tudo Sobre O Arroz: Características, Nome Científico E Fotos

Oryza sativa (comumente chamado de arroz asiático) e oryza glaberrima (comumente chamado de arroz afriacano) são as duas únicas espécies que plantadas em arrozais pelo mundo. Na linguagem comum, o termo arroz refere-se mais frequentemente aos seus grãos, que são uma parte fundamental da dieta de muitas populações em todo o mundo, particularmente na América do Sul, África e Ásia.

É o cereal líder mundial para consumo humano (sozinho, é responsável por 20% das necessidades mundiais de energia alimentar), o segundo após o milho para tonelagem colhida. O arroz é especialmente o alimento básico da cozinha asiática, chinesa, indiana e japonesa. O arroz é um restolho anual liso, ereto ou espalhando-se de altura variável, variando de menos de um metro até cinco metros de arroz flutuante.

De acordo com a textura da cariopse, distinguem-se as variedades ordinárias, com o tegumento branco, na maioria das vezes, ou vermelho; ou glutinoso (ou arroz glutinoso, arroz doce). As variedades de arroz africano são geralmente com tegumento vermelho. O gênero oryza de arroz envolve 22 espécies, incluindo as duas cultiváveis conforme já mencionamos.

Oryza sativa vem de vários eventos de domesticação que ocorreram por volta de 5000 AC no norte da Índia e em torno da fronteira sino-birmanesa. O pai selvagem do arroz cultivado é oryza rufipogon (anteriormente as formas anuais de oryza rufipogon foram nomeadas oryza nivara). Não confundir o chamado arroz selvagem, do gênero botânico zizania.

Oryza glaberrima vem da domesticação de oryza barthii. Não se sabe ao certo onde a domesticação ocorreu, mas parece datar de antes de 500 AC. Por algumas décadas, esse arroz tem sido cada vez menos cultivado na África, onde o arroz asiático é cada vez mais preferido. Hoje, variedades híbridas de sativa glaberrima combinando as qualidades de ambas as espécies são lançadas sob o nome de Nerica.

Arroz Comercializáveis Ou Tipos Usuais De Arroz

A partir de sua colheita, o arroz pode ser comercializado em várias etapas do processamento. O arroz com casca está no estado bruto, que é um que manteve a sua bola, após a debulha. Também é cultivada em aquário, por suas parametriais na germinação de sementes. O arroz integral ou arroz castanho é o ‘arroz descascado’ que só a bola de arroz foi removido, mas o farelo e a germinação ainda estão presentes.

No arroz branco o pericarpo e a germinação estará removido mas ele permanece com alguma reserva de amido (o endosperma). O arroz parcialmente cozido, muitas vezes chamado arroz integral ou arroz parboilizado, foi sujeito a um tratamento térmico antes da comercialização para evitar que os grãos colem. Geralmente, 1 kg de arroz com casca dá 750 gramas de arroz integral e 600 gramas de arroz branco.

Quando comercializado, ou quando usado em receitas, as diferentes variedades de arroz podem ser classificadas de acordo com dois critérios: o tamanho dos grãos e o seu pertencimento a um tipo de arroz com características particulares. A classificação usual de arroz é estabelecida de acordo com o tamanho de seus grãos, o tamanho das variedades comerciais, que geralmente são entre 2,5 mm e 10 mm.

Arroz de grão longo, cujos grãos devem medir pelo menos 7 a 8 mm e são bastante finos. Quando cozidos, os grãos incham pouco, sua forma é preservada e eles quase não se aglutinam. Estes são arroz usados ​​frequentemente durante a preparação de pratos principais ou como acompanhamento. Muitas espécies do grupo de variedades ‘indica’ são vendidas com este nome.

Arroz de grão médio, cujos grãos são maiores que o arroz de grão longo (a proporção de comprimento para largura varia entre 2 e 3) e que atingem um comprimento entre 5 e 6 milímetros, pode ser, de acordo com variedades, comidas como acompanhamento ou pertencentes a uma variedade de arroz. Na maioria das vezes, esse tipo de arroz é um pouco mais pegajoso que o arroz longo.

Arroz de grão curto, arroz redondo ou arroz de grão oval é a variedade mais popular para sobremesas ou risotos. Os grãos são geralmente de 4 a 5 mm de comprimento e 2,5 mm de largura. Eles costumam ficar um com o outro. Toda essa classificação também é acompanhada de uma classificação baseada em critérios mais gustativos.

Costuma-se distinguir entre arroz glutinoso asiático (cujos grãos são geralmente longos ou médios e amontoam-se juntos), o arroz perfumado que tem um sabor particular (basmati é o mais conhecido no Ocidente), ou mesmo arroz risotto (que é mais frequentemente arroz redondo ou médio). Além disso, diferentes cultivares são usados ​​em diferentes partes do mundo para obter diferentes cores de arroz, como vermelho (em Madagascar), amarelo (no Irã) ou até roxo (em Laos).

Variedades de Arroz

O arroz cultivado existe em muitas variedades, várias milhares, que historicamente foram classificados em três grupos: japonica de pontas curtas, indica muito longo e um grupo intermediário, antigamente chamado de javanica. Hoje, o arroz asiático é classificado em duas subespécies, indica e japonica, numa base molecular, mas também de incompatibilidade reprodutiva. Esses dois grupos correspondem a dois eventos de domesticação que ocorreram em ambos os lados do Himalaia.

O grupo da variedade anteriormente chamado javanica pertence hoje ao grupo japonica. Há quem se refia a estes como japonica tropical. As milhares de variedades de arroz existentes são, por vezes, classificadas de acordo com o seu grau de precocidade, de acordo com a duração do ciclo vegetativo (em média 160 dias). Fala-se então de variedades muito precoces (90 a 100 dias), precoce, semi-precoce, tardia, muito tardia (mais de 210 dias). Este método de classificação, embora prático do ponto de vista agronômico, não possui valor taxonômico.

O gênero oryza compreende cerca de vinte espécies diferentes, muitas classificações destas espécies agrupadas em complexos, tribos, séries, etc. Elas mais ou menos se sobrepõem umas às outras. A seguir citaremos a lista que ocupa o trabalho mais recente baseado na organização do genoma (ploidia, nível de homologia do genoma, etc), que é consistente com as características morfológicas observadas nessas diferentes espécies:

Oryza sativa, Oryza sativa f. aunt, Oryza rufipogon, Oryza meridionalis, Oryza glumaepatula, Oryza glaberrima, Oryza barthii, Oryza longistaminata, Oryza officinalis, Oryza minuta, Oryza rhizomatis, Oryza eichingeri, Oryza punctata, Oryza latifolia, Oryza alta, Oryza australiensis, Oryza grandiglumis, Oryza ridleyi, Oryza longiglumis, Oryza granulata, Oryza neocaledonica, Oryza meyeriana, Oryza schlechteri e Oryza brachyantha.

A Cultura Do Arroz, Sua História E O Impacto Ambiental Atual

O homem começou a cultivar arroz quase 10 mil anos atrás durante a Revolução Neolítica. Ele se desenvolve primeiro na China e depois no resto do mundo. A coleção de arroz selvagem (a bola é separada espontaneamente) é de fato atestada na China a partir de 13000 AC. Mas então este arroz desaparece enquanto o arroz cultivado (arroz selecionado por seu rendimento e sua bola que mantém e é carregada pelo vento somente durante a peneiração dos grãos), aparece por volta de 9000 AC.

Após hibridação com espécies selvagens perenes de oryza rufipogon (que não deve ter menos do que 680.000 anos) e a espécie selvagem anual oryza nivara, duas espécies de arroz que coexistente há milhares de anos e que favoreceu as trocas genéticas. É que cerca de 5000 anos na China, o arroz doméstico deixou de variar e hibridação tornou-se a única forma de arroz cultivado. O arroz era conhecido pelos antigos gregos, desde as expedições de Alexandre, o Grande, na Pérsia.

O atual consenso científico, baseado em evidências arqueológicas e linguísticas, é que o arroz foi domesticado pela primeira vez na bacia do rio Yangtze, na China. Isto foi apoiado por um estudo genético em 2011 que mostrou que todas as formas de arroz asiático, tanto indica quanto japonica, surgiram de um único evento de domesticação que ocorreu entre 13.500 a 8.200 anos atrás na China a partir do arroz selvagem oryza rufipogon.

O arroz foi gradualmente introduzido no norte dos primeiros agricultores de milho da cultura sino-tibetana Yangshao e Dawenkou, seja através do contato com a cultura Daxi ou com a cultura Majiabang – Hemudu. Por volta de 4000 a 3800 AC, eles eram uma cultura secundária regular entre as culturas sino-tibetanas mais meridionais. Hoje, a maioria do arroz produzido é proveniente da China, Índia, Indonésia, Bangladesh, Vietnã, Tailândia, Mianmar, Paquistão, Filipinas, Coréia e Japão. Os agricultores asiáticos ainda respondem por 87% da produção total mundial de arroz.

O arroz é cultivado de várias maneiras. O arroz de terras altas sem inundar o campo, é uma cultura não aquática, distinto obviamente das culturas aquáticas, onde o arroz fica inundado quando o nível de água não é controlada, e o arroz irrigado, onde a presença de água e o seu nível são controlados pelo produtor. Um campo cultivado em arroz é chamado arrozal. Cerca de 2.000 variedades de arroz são cultivadas atualmente.

As dificuldades relacionadas ao cultivo do arroz significam que, diferentemente do trigo, ele é cultivado em poucos países. Assim, quase 90% da produção global é fornecida pela Ásia com suas monções. A produção total combinada da China e da Índia sozinha representa bem mais da metade da produção mundial. Isto pode ser explicado em particular pelos requisitos de arroz em termos de clima. De fato, as necessidades da planta em calor, umidade e luz são muito específicas. Somente nos trópicos e sub-trópicos o arroz pode ser cultivado durante todo o ano.

A intensidade da luz necessária para limitar a sua produção áreas que variam a partir do 45 th paralelo norte e 35 th paralelo sul, enquanto que as condições de requisitos do solo são mais flexíveis, a planta é relativamente neutras. O cultivo de arroz, no entanto, requer uma alta umidade: as necessidades são de pelo menos 100 mm de água por mês. O arroz, portanto, leva a um alto consumo interno de água.

Para todos esses obstáculos climáticos, soma-se a dificuldade de colher arroz. A colheita não é automatizada em toda parte (com colheitadeiras), o que requer uma grande força de trabalho humana. Este aspecto dos custos de capital humano desempenha um papel importante em considerar o arroz como uma cultura de países pobres. O cultivo de arroz “irrigado” requer superfícies planas, canais de irrigação, terraplenagem e é realizado em planícies geralmente.

Em áreas montanhosas, esse tipo de cultivo é às vezes praticado em terraços. Além disso, as mudas de arroz aquático são primeiramente obtidas em viveiro antes de serem transplantadas sob uma lâmina d’água, em solo previamente cultivado. A longo prazo, a manutenção também apresenta sérios problemas, uma vez que requer capina constante do solo antes da colheita obrigatória na foice, e cujos retornos são baixos. Esse mecanismo é aquele do cultivo do arroz chamado “intensivo”, por ter os melhores rendimentos e permitir várias safras por ano (até sete a cada dois anos, mais de três por ano no Delta do Mekong).

O cultivo de arroz “inundado” é praticado em áreas naturalmente inundadas. Nesta categoria vêm dois tipos de cultivo, um raso e comparavelmente menos controlado para a cultura irrigada, o outro para profundo (por vezes entre 4 e 5 metros durante as cheias) onde variedades particulares de arroz flutuantes, como o oryza glaberrima, são cultivados. Estas culturas são tradicionais no delta central do Níger, no Mali, de Segou a Gao, ou até Niamey. Semeada sem transplante d’água, o arroz cresce rapidamente, e é muito produtivo.

O termo “arroz flutuante” é inadequado, embora as hastes altamente alongadas e arejadas flutuem no momento da recessão. Seria preferível “arroz de inundação”. É preciso variedades fotossensíveis. O ciclo depende da chuva e do alagamento: a germinação e o afilhamento são feitos na água da chuva, a ressurgência aumenta até 4 cm por dia, a direção e o florescimento durante a cheia é estável, o amadurecimento com a recessão.

No Mali, esta cultura vai de Segou a Gao, ao longo de rios importantes. Além do delta central, a inundação pode em breve diminuir, e deve em seguida, recolher de canoa (Lago Tele, em particular). Às vezes há situações intermediárias em que o nível de inundação é parcialmente controlado: ajustes simples a um custo de cerca de um décimo dos custos de irrigação, ajudam a retardar as inundações e a recessão. Complementos de instalações permitem diminuir a altura da água para cada zona de altitude.

Você tem que mudar a variedade a cada 30 cm da altura da água. Há pouca pesquisa sobre isso, mas as variedades tradicionais são mais resistentes aos riscos de inundação. Eles não são muito produtivos, mas muito saborosos. Há também o cultivo de arroz que depende unicamente da chuva. Esse tipo de arroz não é cultivada “sob a água” e não requer irrigação contínua. Este tipo de cultura pode ser encontrado em áreas tropicais da África Ocidental. Estas culturas são “extensas” ou “secas” e oferecem rendimentos mais baixos do que o arroz irrigado.

O cultivo de arroz requer grandes quantidades de água doce. São mais de 8.000 m³ por hectare, são mais de 1.500 toneladas de água por tonelada de arroz. É por isso que está localizado em áreas molhadas ou inundadas, como no sul da China, nos deltas do Mekong e Red River no Vietnã. O cultivo intensivo de arroz contribui para o efeito estufa, uma vez que é responsável pela emissão de uma quantidade de metano, em torno de 120 gs por quilo de arroz.

No cultivo de arroz, dois tipos de bactérias atuam: bactérias anaeróbicas crescem na ausência de oxigênio; bactérias aeróbicas crescem na presença de oxigênio. As bactérias anaeróbicas produzem metano e os aeróbios consomem. As técnicas de irrigação comumente usadas para o cultivo de arroz promovem o desenvolvimento principal de bactérias anaeróbicas, portanto a produção de metano é apenas minimamente absorvida pelas bactérias aeróbicas.

Como resultado, uma grande quantidade de metano é produzida e liberada na atmosfera. O arroz é o segundo maior produtor mundial de metano, com 60 milhões de toneladas por ano; logo atrás da agricultura de ruminantes, que gera 80 milhões de toneladas por ano. Técnicas alternativas de irrigação podem, no entanto, ser usadas para limitar este problema.

O Arroz Na Economia Mundial

O arroz é um importante alimento básico e um pilar para a população rural e sua segurança alimentar. É cultivado principalmente por pequenos agricultores em explorações com menos de um hectare. O arroz também é uma mercadoria salarial para os trabalhadores nos setores de agricultura de rendimento ou não agrícola. O arroz é vital para a nutrição de grande parte da população na Ásia, assim como na América Latina e no Caribe e na África; é fundamental para a segurança alimentar de mais da metade da população mundial.

Os países em desenvolvimento respondem por 95% da produção total, com a China e a Índia, sozinhas, responsáveis ​​por quase metade da produção mundial. Em 2016, a produção mundial de arroz em casca foi de 741 milhões de toneladas , liderada pela China e Índia, com um total combinado de 50% desse total. Outros grandes produtores foram a Indonésia, Bangladesh e Vietnã.

Muitos países produtores de grãos de arroz têm perdas significativas pós-colheita na fazenda e devido a estradas precárias, tecnologias de armazenamento inadequadas, cadeias de fornecimento ineficientes e incapacidade do produtor de trazer o produto para os mercados de varejo dominados por pequenos comerciantes. Um estudo do Banco Mundial alega que 8% a 26% do arroz é perdido em nações em desenvolvimento, em média, todos os anos, devido a problemas pós-colheita e infraestrutura precária. Algumas fontes afirmam que as perdas pós-colheita excedem 40%.

Essas perdas não apenas reduzem a segurança alimentar no mundo, como também afirma que agricultores de países em desenvolvimento como China, Índia e outros perdem cerca de US$ 89 bilhões em perdas na agricultura pós-colheita evitáveis, transporte deficiente e falta de armazenamento adequado, além de competitividade no varejo. Um estudo afirma que, se essas perdas de grãos pós-colheita pudessem ser eliminadas com melhor infra-estrutura e rede de varejo, somente na Índia, comida suficiente seria economizada todos os anos para alimentar de 70 a 100 milhões de pessoas ao longo de um ano.

A Comercialização Asiática De Arroz

As sementes da planta de arroz são primeiro moídas usando um descascador de arroz para remover o joio (as cascas externas do grão). Neste ponto do processo, o produto é chamado de arroz integral. A moagem pode ser continuada, removendo o farelo, isto é, o resto da casca e o germe, criando arroz branco. O arroz branco, que se mantém por mais tempo, não possui alguns nutrientes importantes; além disso, em uma dieta limitada, que não complementa o arroz, o arroz integral ajuda a prevenir a doença do beribéri.

À mão ou em um polidor de arroz, o arroz branco pode ser polvilhado com glicose ou pó de talco (geralmente chamado de arroz polido, embora esse termo também possa se referir ao arroz branco em geral), parboilizado ou processado em farinha. O arroz branco também pode ser enriquecido pela adição de nutrientes, especialmente aqueles perdidos durante o processo de moagem. Embora o método mais barato de enriquecimento envolva a adição de uma mistura de nutrientes que será facilmente lavada, métodos mais sofisticados aplicam nutrientes diretamente ao grão, com uma substância insolúvel em água que é resistente à lavagem.

Em alguns países, uma forma popular, o arroz estufado (também conhecido como arroz convertido) é submetido a um processo de cozedura a vapor ou em parboilização, enquanto ainda é um grão de arroz integral. O processo de parboilização causa uma gelatinização do amido nos grãos. Os grãos se tornam menos frágeis e a cor do grão moído muda de branco para amarelo. O arroz é então seco e pode ser moído como de costume ou usado como arroz integral.

Arroz parboilizado moído é nutricionalmente superior ao arroz moído padrão, porque o processo faz com que os nutrientes da casca externa (especialmente tiamina) se movam para o endosperma, de modo que menos é posteriormente perdido quando a casca é polida durante a moagem. O arroz parboilizado tem um benefício adicional, pois não cola na panela durante o cozimento, como acontece quando se cozinha arroz branco comum. Este tipo de arroz é consumido em partes da Índia e os países da África Ocidental também estão acostumados a consumir arroz parboilizado.

O farelo de arroz, chamado nuka no Japão, é uma commodity valiosa na Ásia e é usado para muitas necessidades diárias. É uma camada interna úmida e oleosa que é aquecida para produzir óleo. Ele também é usado como uma cama de decapagem na fabricação de picles de farelo de arroz e takuan. Arroz cru pode ser moído em farinha para muitos usos, incluindo a produção de vários tipos de bebidas, como amazake, horchata, leite de arroz e vinho de arroz.

Arroz não contém glúten, por isso é adequado para pessoas com uma dieta sem glúten. O arroz também pode ser feito em vários tipos de macarrão. Arroz cru, silvestre ou integral também pode ser consumido por crudívoro ou fruticultores se for ensopado e germinado (geralmente uma semana a 30 dias). As sementes de arroz processadas devem ser fervidas ou cozidas no vapor antes de comer. Arroz cozido pode ser ainda mais frito em óleo de cozinha ou manteiga, ou batido em uma banheira para fazer mochi.

O arroz é uma boa fonte de proteína e um alimento básico em muitas partes do mundo, mas não é uma proteína completa: não contém todos os aminoácidos essenciais em quantidades suficientes para uma boa saúde e deve ser combinada com outras fontes de proteínas, como nozes, sementes, feijão, peixe ou carne. O arroz, como outros grãos de cereais, pode ser tufado (ou estourado). Este processo aproveita o teor de água dos grãos e normalmente envolve o aquecimento de grãos em uma câmara especial.

Arroz não moído, comum na Indonésia, Malásia e Filipinas, geralmente é colhido quando os grãos têm um teor de umidade de cerca de 25%. Na maioria dos países asiáticos, onde o arroz é quase inteiramente o produto da agricultura familiar, a colheita é realizada manualmente, embora haja um interesse crescente na colheita mecânica. A colheita pode ser realizada pelos próprios agricultores, mas também é freqüentemente feita por grupos de trabalhadores sazonais. A colheita é seguida por debulha, imediatamente ou dentro de um dia ou dois.

Mais uma vez, muita debulha ainda é feita à mão, mas há um uso crescente de debulhadores mecânicos. Subsequentemente, o arroz deve ser seco para reduzir o conteúdo de umidade a não mais que 20% para moagem. Uma visão familiar em vários países asiáticos é plantada para secar ao longo das estradas. No entanto, na maioria dos países, a maior parte da secagem do arroz comercializado ocorre em usinas, com a secagem em nível de aldeia sendo usada para o cultivo de arroz em famílias agrícolas.

Os moinhos secam ao sol ou usam secadores mecânicos ou ambos. A secagem deve ser realizada rapidamente para evitar a formação de moldes. Moinhos variam de simples hullers, com um rendimento de algumas toneladas por dia, que simplesmente removem a casca exterior, para operações enormes que podem processar 4 mil toneladas por dia e produzir arroz altamente polido. Uma boa fábrica pode atingir uma taxa de conversão de arroz com casca de até 72%, mas usinas menores e ineficientes muitas vezes lutam para alcançar 60%.

Essas usinas menores, muitas vezes, não compram arroz e vendem arroz, mas apenas prestam serviços aos agricultores que querem cultivar seus arrozais para consumo próprio. Devido à importância do arroz para a nutrição humana e a segurança alimentar na Ásia, os mercados domésticos de arroz tendem a estar sujeitos a considerável envolvimento do Estado.

Enquanto o setor privado desempenha um papel de liderança na maioria dos países, agências como a BULOG na Indonésia, a NFA nas Filipinas, a VINAFOOD no Vietnã e a Food Corporation da Índia estão fortemente envolvidas na compra de arroz de agricultores ou arroz das usinas e distribuir arroz para as pessoas mais pobres. A BULOG e a NFA monopolizam as importações de arroz em seus países, enquanto a VINAFOOD controla todas as exportações do Vietnã.

O Arroz E a Biotecnologia

As variedades de alto rendimento são um grupo de culturas criadas intencionalmente durante a Revolução Verde para aumentar a produção global de alimentos. Esse projeto permitiu que os mercados de trabalho na Ásia se afastassem da agricultura e entrassem em setores industriais. O primeiro “Carro do Arroz” foi produzido em 1966 no Instituto Internacional de Pesquisa do Arroz, com sede nas Filipinas, no Los Baños da Universidade das Filipinas. O ‘carro de arroz’ foi criado através de um cruzamento entre uma variedade indonésia chamada “Peta” e uma variedade chinesa chamada “Dee Geo Woo Gen.”

Os cientistas identificaram e clonaram muitos genes envolvidos na via de sinalização da giberelina, incluindo GAI1 (Insensível a Giberelina) e SLR1 (Arroz Delgado). O rompimento da sinalização da giberelina pode levar a um crescimento significativamente reduzido do caule levando a um fenótipo anão. O investimento fotossintético no caule é reduzido drasticamente, já que as plantas mais curtas são inerentemente mais estáveis ​​mecanicamente. Os assimilados são redirecionados para a produção de grãos, amplificando, em particular, o efeito de fertilizantes químicos sobre o rendimento comercial. Na presença de fertilizantes nitrogenados e no manejo intensivo da cultura, essas variedades aumentam seu rendimento duas a três vezes.

Como o Projeto de Desenvolvimento do Milênio da ONU busca disseminar o desenvolvimento econômico global para a África, a “Revolução Verde” é citada como modelo para o desenvolvimento econômico. Com o intuito de replicar o sucesso do boom asiático na produtividade agronômica, grupos como o Earth Institute estão fazendo pesquisas sobre sistemas agrícolas africanos, na esperança de aumentar a produtividade. Uma maneira importante que isso pode acontecer é a produção de “Novos Arrozes para a África” (NERICA).

Estes arrozes, selecionados para tolerar as condições de insuflação e agricultura difíceis da agricultura africana, são produzidos pelo African Rice Center, e anunciados como tecnologia “from Africa, for Africa”. O NERICA apareceu no The New York Times em 2007, proclamados como culturas milagrosas que aumentarão drasticamente a produção de arroz na África e permitirão um ressurgimento econômico. Pesquisas em andamento na China para desenvolver arroz perene podem resultar em maior sustentabilidade e segurança alimentar.

Para aquelas pessoas que obtêm a maior parte de suas calorias de arroz e por isso estão em risco de deficiência de vitamina A, pesquisadores alemães e suíços criaram geneticamente arroz para produzir beta-caroteno, o precursor da vitamina A, no núcleo do arroz. O beta-caroteno transforma o arroz processado (branco) em uma cor “dourada”, daí o nome “arroz dourado”. O beta-caroteno é convertido em vitamina A em seres humanos que consomem o arroz. Esforços adicionais estão sendo feitos para melhorar a quantidade e a qualidade de outros nutrientes no arroz dourado.

O Instituto Internacional de Pesquisa do Arroz está desenvolvendo e avaliando o arroz dourado como uma nova maneira potencial de ajudar a combater a deficiência de vitamina A naquelas pessoas que mais dependem do arroz como sua dieta principal de sobrevivência. A Ventria Bioscience possui arroz geneticamente modificado para expressar lactoferrina, lisozima que são proteínas normalmente encontradas no leite materno e albumina sérica humana. Essas proteínas têm efeitos antivirais, antibacterianos e antifúngicos. Arroz contendo estas proteínas adicionadas pode ser usado como um componente em soluções de reidratação oral que são usadas para tratar doenças diarreicas, encurtando assim a sua duração e reduzindo a recorrência. Tais suplementos também podem ajudar a reverter a anemia.

Devido aos níveis variados que a água pode atingir nas regiões de cultivo, as variedades tolerantes a inundações têm sido desenvolvidas e utilizadas há muito tempo. A inundação é uma questão que muitos produtores de arroz enfrentam, especialmente no sul e sudeste da Ásia, onde as inundações afetam anualmente 20 milhões de hectares. As variedades de arroz padrão não resistem a inundações estagnadas de mais de uma semana, principalmente porque impedem o acesso da planta a requisitos necessários como luz solar e trocas de gás essenciais, inevitavelmente levando as plantas a se recuperarem.

No passado, isso levou a perdas maciças nos rendimentos, como nas Filipinas onde, em 2006, as colheitas de arroz no valor de US$ 65 milhões foram perdidas para as inundações. Cultivares recentemente desenvolvidos buscam melhorar a tolerância à inundação. Por outro lado, a seca também representa um estresse ambiental significativo para a produção de arroz, com 19 a 23 milhões de hectares de produção de arroz de sequeiro no sul e sudeste da Ásia, muitas vezes em risco.

Sob condições de seca, sem água suficiente para lhes proporcionar a capacidade de obter os níveis necessários de nutrientes do solo, variedades de arroz comercial convencionais podem ser severamente afetadas (por exemplo, perdas de rendimento de até 40% afetaram algumas partes da Índia, com perdas resultantes de cerca de US$ 800 milhões anuais). O International Rice Research Institute realiza pesquisas sobre o desenvolvimento de variedades de arroz tolerantes à seca, incluindo as variedades atualmente sendo empregadas por agricultores nas Filipinas e no Nepal, respectivamente.

Em 2013, o Instituto Nacional Japonês de Ciências Agrobiológicas liderou uma equipe que inseriu com sucesso um gene da variedade filipina de arroz de terras altas Kinandang Patong, na popular variedade de arroz comercial, dando origem a um sistema radicular muito mais profundo nas plantas resultantes. Isso facilita uma capacidade melhorada para a planta de arroz derivar seus nutrientes necessários em épocas de seca, acessando camadas mais profundas do solo, uma característica demonstrada pelos testes que mostraram que o rendimento desse arroz modificado caiu 10% sob condições moderadas de seca, comparado a 60% para a variedade não modificada.

A salinidade do solo representa outra grande ameaça à produtividade das culturas de arroz, particularmente ao longo das áreas costeiras de baixa altitude durante a estação seca. Por exemplo, cerca de 1 milhão de hectares das áreas costeiras de Bangladesh são afetados por solos salinos. Essas altas concentrações de sal podem afetar gravemente a fisiologia normal das plantas de arroz, especialmente durante os primeiros estágios de crescimento, e, como tal, os agricultores muitas vezes são forçados a abandonar essas áreas potencialmente utilizáveis.

Foram feitos progressos, no entanto, no desenvolvimento de variedades de arroz capazes de tolerar tais condições; o híbrido criado a partir do cruzamento entre o arroz comercial de uma determinada variedade e a espécie de arroz selvagem oryza coarctata é um exemplo. Oryza coarctata é capaz de crescer com sucesso em solos com o dobro do limite de salinidade das variedades normais, mas não possui a capacidade de produzir arroz comestível. Desenvolvida pelo International Rice Research Institute, a variedade híbrida pode utilizar glândulas foliares especializadas que permitem a remoção de sal para a atmosfera.

Foi inicialmente produzido a partir de um embrião de sucesso de 34.000 cruzamentos entre as duas espécies; isso foi então retrocruzado para a variedade comercial selecionada com o objetivo de preservar os genes responsáveis ​​pela tolerância ao sal que foram herdados de oryza coarctata. Quando surgir o problema da salinidade do solo, será oportuno selecionar variedades tolerantes ao sal ou recorrer ao controle da salinidade do solo. A salinidade do solo é freqüentemente medida como a condutividade elétrica do extrato de uma pasta de solo saturada.

A produção de arroz em arrozais é prejudicial ao meio ambiente devido à liberação de metano por bactérias metanogênicas. Essas bactérias vivem no solo anaeróbico inundado e vivem dos nutrientes liberados pelas raízes do arroz. Pesquisadores relataram recentemente que colocar um gene da cevada no arroz cria uma mudança na produção de biomassa da raiz para a parte aérea (o tecido acima do solo fica maior, enquanto o tecido abaixo do solo é reduzido), diminuindo a população metanogênica e resultando em uma redução emissões de metano de até 97%. Além deste benefício ambiental, a modificação também aumenta a quantidade de grãos de arroz em 43%, o que a torna uma ferramenta útil na alimentação de uma população mundial em crescimento.

O arroz é usado como um organismo modelo para investigar os mecanismos moleculares da meiose e reparo de DNA em plantas superiores. A meiose é um estágio chave do ciclo sexual no qual as células diplóides do óvulo (estrutura feminina) e a antera (estrutura masculina) produzem células haplóides que se desenvolvem ainda mais em gametófitos e gametas. Até agora, 28 genes meióticos do arroz foram caracterizados. Estudos do gene do arroz mostraram que esse gene é necessário para o reparo de DNA recombinante homólogo, particularmente o reparo preciso de quebras de fita dupla do DNA durante a meiose. O gene do arroz foi considerado essencial para o pareamento de cromossomos homólogos durante a meiose, e o gene da foi necessário para sinapses de cromossomos homólogos e reparo de quebras de cadeia dupla durante a meiose.