Tecnologia Científica

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


Visão microsca³pica de esporos de fungos - Crédito: CABI

A doença da murcha do caféécausada por um fungo que levou a surtos devastadores desde a década de 1920 na áfrica subsaariana e atualmente afeta duas das variedades de cafémais populares da áfrica: Ara¡bica 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 doena§as".

Lily Peck

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

Os pesquisadores dizem que esse conhecimento pode ajudar os agricultores a reduzir o risco de surgimento de novas cepas de doena§as, por exemplo, não plantando caféjunto com outras safras ou evitando o acaºmulo de restos de plantas que poderiam abrigar o fungo relacionado.

Soluções sustenta¡veis

A equipe de pesquisa, do Imperial College London , da Universidade de Oxford e do CABI agra­cola sem fins lucrativos , também afirmam que estudar amostras hista³ricas da coleção de culturas do CABI pode fornecer uma riqueza de insights sobre como as doenças das colheitas evoluem e descobrem novos e sustenta¡veis maneiras de combataª-los. O estudo foi publicado hoje na BMC Genomics .

A primeira autora do estudo, Lily Peck, estãoestudando 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 ésustenta¡vel nem acessa­vel 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 doena§as.”

Cepas especa­ficas do cafanã

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

Bagas de caféem um galho, algumas verdes e outras ficando vermelho-escuras
O amadurecimento precoce dos bagos éuma indicação de que a
doença estãose espalhando. Crédito: CABI

Por exemplo, em 2011, 55.000 panãs de caféRobusta foram mortos por murcha na Tanza¢nia, destruindo 160 t de caféno processo - o equivalente a mais de 22 milhões de xa­caras de cafanã.

No surto que começou na década de 1920, a doença da murcha do caféinfectou uma ampla gama de variedades de cafée acabou sendo controlada na década de 1950 por prática s de manejo como a queima de a¡rvores infectadas, busca de resistência natural no cafée 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 cafanã: uma infectando o caféAra¡bica na Etia³pia e a outra infectando o caféRobusta 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 cafanã, com a mais recente de 2003. Eles então sequenciaram os genomas dos fungos e examinaram seu DNA em busca de evidaªncias demudanças que poderiam taª-los ajudado a infectar essas variedades especa­ficas de cafanã.

Eles descobriram que os fungos mais novos e com variedades especa­ficas tem 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 doena§as.

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 Panama¡, que atualmente estãodevastando 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 transferaªncia potencial de seus genes para uma espanãcie diferente de fungo nunca foi vista antes.

No entanto, a equipe observa que as duas espanãcies a s vezes vivem próximas nas raa­zes do cafée da bananeira e, portanto, épossí­vel que o fungo do cafétenha obtido esses genes vantajosos de seu vizinho normalmente baseado na banana.

O cafée 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 cafanã, pode reduzir a possibilidade de desenvolvimento de novas cepas de fungos destruidores do cafanã.

A evolução dos surtos

Os pesquisadores agora estãousando as cepas reanimadas para infectar plantas de caféno laboratório, a fim de estudar exatamente como o fungo infecta a planta, potencialmente fornecendo outras maneiras de prevenir a doença se espalhar.

"Nosso objetivo éreplicar 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 espanãcimes hista³ricos de doenças de plantas, a equipe planeja replicar o estudo com outras doenças armazenadas na coleção do CABI, que hospeda 30.000 espanãcimes 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 hista³rica nos mostra o que acontece com um pata³geno de planta antes e depois que um novo surto de doença ocorre. Podemos então estudar os mecanismos de evolução e melhorar as previsaµes de como surtos semelhantes poderiam ocorrer no futuro.

“Nosso objetivo éreplicar 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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