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Fungo destruidor de café com 70 anos de idade trazido de volta à vida para lutar contra a doença
Os pesquisadores reanimaram espécimes de um fungo que causa a murcha do café para descobrir como a doença evoluiu e como sua disseminação pode ser prevenida.
Por Hayley Dunning - 13/06/2021


Visão microscópica de esporos de fungos - Crédito: CABI

A doença da murcha do café é causada por um fungo que levou a surtos devastadores desde a década de 1920 na África subsaariana e atualmente afeta duas das variedades de café mais populares da África: Arábica e Robusta.

"Se pudermos entender como novos tipos de doenças evoluem, podemos dar aos produtores o conhecimento de que precisam para reduzir o risco de surgimento de novas doenças".

Lily Peck

A nova pesquisa mostra que o fungo provavelmente aumentou sua capacidade de infectar as plantas de café ao adquirir genes de um fungo intimamente relacionado, que causa murcha em uma ampla variedade de culturas, incluindo a doença do Panamá em bananas.

Os pesquisadores dizem que esse conhecimento pode ajudar os agricultores a reduzir o risco de surgimento de novas cepas de doenças, por exemplo, não plantando café junto com outras safras ou evitando o acúmulo de restos de plantas que poderiam abrigar o fungo relacionado.

Soluções sustentáveis

A equipe de pesquisa, do Imperial College London , da Universidade de Oxford e do CABI agrícola sem fins lucrativos , também afirmam que estudar amostras históricas da coleção de culturas do CABI pode fornecer uma riqueza de insights sobre como as doenças das colheitas evoluem e descobrem novos e sustentáveis maneiras de combatê-los. O estudo foi publicado hoje na BMC Genomics .

A primeira autora do estudo, Lily Peck, está estudando na Parceria de Treinamento para Doutorado em Ciência e Soluções para um Planeta em Mudança no Instituto Grantham e no Departamento de Ciências da Vida do Imperial. Ela disse: “Usar volumes cada vez maiores de produtos químicos e fungicidas para combater doenças emergentes nas plantações não é sustentável nem acessível para muitos produtores.

“Se, em vez disso, pudermos entender como novos tipos de doenças evoluem, podemos dar aos produtores o conhecimento de que precisam para reduzir o risco de surgimento de novas doenças.”

Cepas específicas do café

A equipe reanimou amostras criogenicamente congeladas do fungo que causa a doença da murcha do café. Houve dois surtos graves da doença, nas décadas de 1920-1950 e entre 1990-2000, e ainda causa danos.

Bagas de café em um galho, algumas verdes e outras ficando vermelho-escuras
O amadurecimento precoce dos bagos é uma indicação de que a
doença está se espalhando. Crédito: CABI

Por exemplo, em 2011, 55.000 pés de café Robusta foram mortos por murcha na Tanzânia, destruindo 160 t de café no processo - o equivalente a mais de 22 milhões de xícaras de café.

No surto que começou na década de 1920, a doença da murcha do café infectou uma ampla gama de variedades de café e acabou sendo controlada na década de 1950 por práticas de manejo como a queima de árvores infectadas, busca de resistência natural no café e programas de melhoramento que selecionavam mais variedades de plantas resistentes.

No entanto, a doença reapareceu na década de 1970 e se espalhou amplamente durante as décadas de 1990 e 2000. Duas populações distintas de doenças foram identificadas, cada uma infectando apenas tipos específicos de café: uma infectando o café Arábica na Etiópia e a outra infectando o café Robusta na África oriental e central. A equipe queria investigar como as duas cepas surgiram.

Trocando genes

Em um laboratório seguro no CABI, eles ressuscitaram duas cepas do surto original, coletadas na década de 1950 e depositadas na coleção do CABI, e duas cepas de cada uma das duas cepas de fungos específicos do café, com a mais recente de 2003. Eles então sequenciaram os genomas dos fungos e examinaram seu DNA em busca de evidências de mudanças que poderiam tê-los ajudado a infectar essas variedades específicas de café.

Eles descobriram que os fungos mais novos e com variedades específicas têm genomas maiores do que as cepas anteriores e identificaram genes que poderiam ter ajudado os fungos a superar as defesas das plantas e sobreviver dentro das plantas para desencadear doenças.

Esses genes também foram considerados altamente semelhantes aos encontrados em um fungo diferente e intimamente relacionado que afeta mais de 120 safras diferentes, incluindo bananas na África Subsaariana, causando a doença do Panamá, que atualmente está devastando a variedade mais popular de hoje, a banana Cavendish .

Embora as cepas desse fungo infectante da banana sejam conhecidas por serem capazes de trocar genes, conferindo a capacidade de infectar novas variedades, a transferência potencial de seus genes para uma espécie diferente de fungo nunca foi vista antes.

No entanto, a equipe observa que as duas espécies às vezes vivem próximas nas raízes do café e da bananeira e, portanto, é possível que o fungo do café tenha obtido esses genes vantajosos de seu vizinho normalmente baseado na banana.

O café e a banana costumam ser cultivados juntos, pois os cafeeiros gostam da sombra das bananeiras mais altas. Os pesquisadores dizem que seu estudo pode sugerir que não cultivar safras com doenças intimamente relacionadas, como banana e café, pode reduzir a possibilidade de desenvolvimento de novas cepas de fungos destruidores do café.

A evolução dos surtos

Os pesquisadores agora estão usando as cepas reanimadas para infectar plantas de café no laboratório, a fim de estudar exatamente como o fungo infecta a planta, potencialmente fornecendo outras maneiras de prevenir a doença se espalhar.

"Nosso objetivo é replicar este estudo para muitos patógenos de plantas, eventualmente elaborando um 'livro de regras' de como a patogenicidade evolui, ajudando-nos a prevenir surtos futuros sempre que possível".

Professor Timothy Barraclough

Os insights também podem ser aplicados a diferentes plantas de cultivo, onde outros patógenos de plantas intimamente relacionados podem dar saltos semelhantes, fazendo com que novas doenças surjam. Tendo mostrado o valor do exame de espécimes históricos de doenças de plantas, a equipe planeja replicar o estudo com outras doenças armazenadas na coleção do CABI, que hospeda 30.000 espécimes coletados em todo o mundo nos últimos 100 anos.

O pesquisador principal, Professor Timothy Barraclough , do Departamento de Zoologia de Oxford e do Departamento de Ciências da Vida de Imperial, disse: “A abordagem histórica nos mostra o que acontece com um patógeno de planta antes e depois que um novo surto de doença ocorre. Podemos então estudar os mecanismos de evolução e melhorar as previsões de como surtos semelhantes poderiam ocorrer no futuro.

“Nosso objetivo é replicar este estudo para muitos patógenos de plantas, eventualmente elaborando um 'livro de regras' de como a patogenicidade evolui, ajudando-nos a prevenir surtos futuros, sempre que possível.”

 

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