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Micróbio se esgueira pelo sistema de defesa do tomate, avança na batalha evolucionária
Como muitos micróbios com tempos de geração curtos, ele pode evoluir na velocidade da luz para adquirir características benéficas, como a habilidade de iludir o sistema de defesa de seu hospedeiro.
Por r Lauren Quinn - 20/12/2021


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Quando pensamos na evolução, muitos de nós evocamos a linhagem do macaco ao homem, uma série de mudanças incrementais que abrangem milhões de anos. Mas, em algumas espécies, a evolução acontece tão rapidamente que podemos assisti-la em tempo real.

Esse é o caso de Xanthomonas , o organismo que causa a doença mancha foliar bacteriana em tomate e pimenta plantas . Como muitos micróbios com tempos de geração curtos, ele pode evoluir na velocidade da luz para adquirir características benéficas, como a habilidade de iludir o sistema de defesa de seu hospedeiro.

Uma nova pesquisa da Universidade de Illinois mostra que uma espécie de Xanthomonas, X. euvesicatoria (Xe), evoluiu para evitar a detecção pelo sistema imunológico de tomateiros.

“É parte da guerra evolutiva entre plantas e patógenos, onde a planta tem alguma característica de defesa e então alguma parte da população do patógeno evolui para escapar dela. A planta precisa desenvolver ou adquirir uma nova característica de defesa, mas o processo é muito mais lento nas plantas em comparação com os micróbios. Este estudo é um grande exemplo da batalha em curso. Diz-nos que não podemos confiar totalmente nesta característica para combater a doença da mancha bacteriana causada pelo Xe ", afirma Sarah Hind, professora assistente do Departamento of Crop Sciences em Illinois e coautor de dois estudos recentes publicados em Molecular Plant-Microbe Interactions e Physiological and Molecular Plant Pathology .

O sistema de defesa do tomate controla a Xanthomonas e outras bactérias com receptores imunológicos que detectam quimicamente os flagelos, as longas estruturas da cauda em forma de chicote que permitem que as bactérias se movam ou "nadem" através do solo e tecidos vegetais. Hind e seus colegas usaram técnicas de modelagem laboratorial e genômica para mostrar que um dos receptores do tomate, FLS3, não funciona mais para detectar proteínas flagelinas em Xe.

Seu trabalho mostra que as proteínas da flagelina do Xe mudaram em apenas um aminoácido, mas é o suficiente para escapar da detecção pelos receptores FLS3 do tomate.

A aluna de pós-graduação e coautora do estudo Maria Malvino disse: "Foi surpreendente ver que apenas uma mudança de aminoácido fazia toda a diferença. Isso nos fez perguntar como a ligação entre a flagelina e o FLS3 poderia ser alterada de forma tão dramática."

O fato de que o Xe pode passar furtivamente pelas defesas do tomate significa que os agricultores podem contar ainda menos com a resistência a doenças inerentes. Em vez disso, eles terão que combater a doença de outras maneiras, como pulverizando pesticidas à base de cobre.

Em alguns locais, incluindo a região do meio-oeste e em Illinois especificamente, Xe não é tão problemático quanto duas outras espécies de Xanthomonas, X. perforans e X. gardneri (Xp e Xg). O tomate ainda pode resistir a essas espécies por enquanto, mas Hind está preocupado com Xe compartilhar sua estratégia de evasão.

“A X. euvesicatoria [Xe] foi a cepa predominante por muito tempo, mas nas últimas duas décadas ela se tornou menos proeminente e foi superada por outra espécie, a Xp”, diz ela. "Xp e Xe são realmente geneticamente próximos, e foi demonstrado que eles podem compartilhar seu material genético um com o outro. Portanto, não estaria fora de questão que a estratégia de evasão de Xe pudesse chegar ao Xp e fornecer o mesma vantagem contra o tomate. "

Hind diz que a tendência dessas bactérias de derrotar as defesas do hospedeiro por meio de uma evolução rápida torna difícil o cultivo para resistência a doenças no tomate.

"É como acertar uma toupeira para os criadores. Leva muito tempo para liberar uma variedade resistente. Frequentemente, quando eles lançam uma nova, a população do patógeno muda", diz Hind. "E quando você adiciona a isso a dificuldade de manter todas as características desejáveis ​​de um tomate, é uma situação difícil. Novamente, isso nos deixa contando com fungicidas e tratamentos de cobre para manter a produção de tomate lucrativa aqui em Illinois."

 

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