Cientistas descobrem nova defesa contra fungo que ameaça arroz, trigo e cevada
Técnica modifica o sistema imunológico das plantas e pode ajudar a desenvolver cultivos mais resistentes à brusone
Cientistas desenvolveram uma nova estratégia experimental para proteger culturas de arroz, trigo e cevada contra um fungo responsável por grandes perdas agrícolas. A técnica modifica proteínas do sistema imunológico das plantas para ampliar a capacidade de reconhecer moléculas produzidas pelo patógeno.
A pesquisa, liderada pelo John Innes Centre, no Reino Unido, em colaboração com a Universidade de Kobe, no Japão, foi publicada na revista científica Science Advances em setembro. O estudo investigou mecanismos de defesa contra o fungo Magnaporthe oryzae, responsável pela brusone, uma das doenças mais destrutivas que atingem cereais.
Segundo os pesquisadores, a brusone do arroz provoca perdas anuais equivalentes à quantidade de alimento necessária para abastecer aproximadamente 60 milhões de pessoas.Como o fungo ataca as plantações?
O Magnaporthe oryzae infecta as plantas ao introduzir moléculas chamadas efetores nas células vegetais. Essas substâncias interferem no funcionamento normal das células, facilitando o desenvolvimento da infecção.
A doença pode comprometer folhas, caules e outras estruturas das plantas, prejudicando a produtividade das lavouras.
Para combater a invasão, os vegetais possuem receptores imunológicos capazes de reconhecer determinadas moléculas dos patógenos e ativar mecanismos de defesa.
Uma dessas respostas envolve a morte localizada de células infectadas, estratégia que ajuda a limitar a disseminação do fungo.Como funciona a nova defesa?
Os cientistas investigaram uma classe de proteínas imunológicas conhecidas como quinases em tandem (TKPs), encontradas em cereais. Esses receptores possuem regiões especializadas que podem identificar moléculas produzidas por agentes infecciosos.
A equipe concentrou a análise em uma dessas regiões, chamada domínio associado a metais pesados (HMA). Utilizando técnicas de análise estrutural, os pesquisadores identificaram como os domínios HMA se ligam aos efetores liberados pelo fungo.
Com essas informações, modificaram partes das proteínas para ampliar sua capacidade de reconhecimento. O resultado foi a criação de receptores capazes de identificar dois efetores fúngicos diferentes, associados a infecções em trigoe cevada.
Essa característica, chamada de dupla especificidade, pode permitir que uma mesma proteína reconheça mais de um sinal de infecção.
Técnica já funciona nas plantações?
Os resultados foram obtidos em testes experimentais com protoplastos, células individuais de trigo utilizadas em laboratório. Os pesquisadores ainda precisam verificar se os receptores modificados conseguem proteger plantas inteiras contra a infecção.
A próxima etapa será realizar experimentos em condições controladas de estufa. Segundo Daniel Yu, primeiro autor do estudo, os resultados demonstram que essa classe de proteínas pode ser modificada por engenharia genética.
A descoberta também abre possibilidades para o uso de ferramentas de melhoramento genético de precisão e inteligência artificial no desenvolvimento de novas formas de resistência.
Por que a brusone preocupa a produção mundial de alimentos?
A brusone representa uma ameaça à produção de alimentos em diferentes regiões do mundo. No trigo, a doença foi identificada pela primeira vez no Brasil, na década de 1980, e posteriormente registrada em partes da Ásia e da África.
O avanço do fungo preocupa pesquisadores devido às perdas agrícolas e à possibilidade de disseminação para novas áreas produtoras. Uma das estratégias futuras investigadas é combinar diferentes classes de receptores imunológicos, como TKPs e NLRs, em uma mesma planta.
Como essas proteínas podem ativar respostas de defesa por mecanismos distintos, a combinação poderia dificultar a adaptação do fungo.
A eficácia dessa abordagem, entretanto, ainda depende de testes em plantas inteiras e em condições reais de cultivo. Se os resultados forem confirmados, a técnica poderá contribuir para o desenvolvimento de variedades agrícolas mais resistentes a doenças fúngicas.