A produção de alimentos enfrenta desafios constantes, sendo as doenças das plantas uma das maiores ameaças à agricultura sustentável. Nesse contexto, pesquisadores do INCT Citros realizam estudos para compreender a relação entre microrganismos e plantas de laranja, buscando entender as causas das doenças que afetam essas culturas.

O Trabalho realizado pela equipe do Dr. Marcos Antônio Machado e Dr. Heros José Máximo fez importantes avanços no entendimento da gomose dos citros uma doença que ataca das plantas jovens aos pomares em produção e provoca danos irreversíveis, como o apodrecimento do tronco e degradação de raízes.

O Problema da gomose dos citros

A gomose dos citros é uma preocupação constante para os produtores de laranja, essa doença é causada por Phytophthora parasitica – um microrganismo semelhante a fungos, mas que não é fungo. Essa doença causa lesões e apodrecimento de raízes e partes mais baixas da planta, o que leva a perdas expressivas na produção e até a morte da planta.

Apesar de Phytophthora parasitica apresentar características morfológicas e de crescimento semelhantes aos fungos, ele é classificado como um oomiceto devido a diferenças fundamentais em sua biologia e genética. Por exemplo, os oomicetos, como P. parasitica, possuem parede celular composta principalmente por celulose, ao contrário dos fungos, que têm parede celular de quitina. Nesse sentido assemelham-se mais a plantas do que a fungos. – Dr. Marcos Machado – Centro de Citricultura Sylvio Moreira.

Além disso, pomares afetados por esse microrganismo demandam maiores investimentos no manejo e controle da doença, impactando diretamente a economia do setor citrícola. O patógeno encontra-se normalmente no solo e se dispersa através da água de chuva e irrigação, penetrando em lesões nas raízes e troncos.

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As pesquisas do INCT Citros têm mostrado que a capacidade desse patógeno de infectar plantas está relacionada a presença de genes capazes de enganar a defesa da planta, facilitando a infecção.

A pesquisa sobre as proteínas PpCRN7 e PpCRN20

A literatura sobre oomicetos mostra que a presença de proteínas, conhecidas como “Crinkler” (CRN), é essencial para a patogenicidade de Phytophthora spp. Essas proteínas têm a capacidade de interferir no sistema de defesa das plantas, facilitando a infecção e colonização dos tecidos vegetais pelo patógeno.

Com base nessas informações, a equipe do Dr. Marcos Machado optou por estudar o funcionamento dessas proteínas em plantas de citros infectadas por Phytophthora parasitica.

Objetivos da Pesquisa:

• Identificar proteínas CRN no genoma de P. parasitica.
• Avaliar a atividade desses genes durante a interação com duas espécies de citros, Citrus sunki (altamente suscetível à doença) e Poncirus trifoliata (resistente).
• Avaliar se alguma dessas proteínas causa lesão ou impede a formação de lesão em folhas de uma planta modelo, Nicotiana benthamiana.

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A equipe utilizou ferramentas de bioinformática para identificar a sequência genética responsável por produzir proteínas CRN. Dessa forma – por meio do sequenciamento genético – os pesquisadores encontraram 80 genes. A partir destes, 20 foram selecionados para serem estudados durante a interação de P. parasitica com as duas espécies de citros. Experimentos com essas proteínas em uma planta modelo mostraram a relevância de duas delas para o desenvolvimento da doença.

Nomeadas de PpCRN7 e PpCRN20, essas proteínas enganam o sistema de defesa da planta, facilitando a infecção.

Nós vimos que a proteína PpCRN7 é responsável por ‘ligar’ e a PpCRN20 por ‘desligar’ um mecanismo de defesa da planta que leva à morte celular do tecido vegetal infectado por P. parasitica. A planta faz isso para tentar impedir que o microrganismo se espalhe pelo resto do tecido vegetal vivo. No entanto, esse oomiceto se alimenta tanto de tecido vegetal morto quanto vivo, com isso P. parasitica ‘brinca’ com a defesa da planta para seu próprio benefício, dependendo do seu ciclo reprodutivo. Dr. Heros Máximo – Centro de Citricultura Sylvio Moreira.

Possíveis impactos para agricultura

As descobertas sobre PpCRN7 e PpCRN20 abrem portas para o desenvolvimento de novas tecnologias para o controle da doença causada por P. parasitica, com importantes implicações para o manejo da gomose dos citros. Por exemplo, por meio da biotecnologia, é possível desenvolver produtos que atuem especificamente nessas proteínas, “desligando-as” e impedindo que o microrganismo infecte a planta. A edição gênica também pode aumentar a resistência das plantas a P. parasitica, permitindo o desenvolvimento de novas variedades de citros.

Benefícios a longo prazo contra a gomose

O trabalho desenvolvido pela equipe do Dr. Marcos Machado mostra como a pesquisa básica pode levar a importantes inovações com impacto significativo na redução das perdas econômicas causadas por microrganismos, uma vez que essa estratégia pode ser aplicada a outras culturas, promovendo uma agricultura mais sustentável e resiliente.

Os avanços no estudo das proteínas PpCRN7 e PpCRN20 de Phytophthora parasitica representam um marco na citricultura. Ao entender como essas proteínas modulam a resposta das plantas à infecção, os pesquisadores do INCT Citros estão construindo o caminho para novas estratégias de manejo de doenças, contribuindo para a sustentabilidade e eficiência da produção agrícola. A continuidade dessas pesquisas é necessária para desenvolver soluções inovadoras que beneficiem não apenas a citricultura, mas toda a produção de alimentos.

Fonte:

Maximo, H. J. et al. PpCRN7 and PpCRN20 of Phythophthora parasitica regulate plant cell death leading to enhancement of host susceptibility, 2019.

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O planeta Terra enfrenta severa elevação da irradiância (excesso de luz solar) e da temperatura do ar, resultado das mudanças do clima. Ondas de calor, períodos em que essas temperaturas ultrapassam a média por mais de cinco dias, também estão se tornando mais frequentes. Essas mudanças não apenas afetam nossas vidas, mas também as das plantas, o que pode prejudicar a produção de muitos alimentos.

Na citricultura, a irradiância e temperaturas elevadas do ar têm sido consideradas fatores que impactam a produção de laranjas. Isso acontece por danos causados às folhas, como ressecamento e redução do processo da fotossíntese, essenciais para o bom desenvolvimento da planta.

Protetores solares para plantas

Para enfrentar as mudanças climáticas será necessário a criação ou melhoria de tecnologias que garantam o bom desenvolvimento das plantas em situações de maior exposição ao sol. Pensando nisso, um grupo de pesquisadores do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCT Citros) liderados pelo Dr. Dirceu Mattos Jr., investigaram o potencial do uso de minerais como protetor solar em plantas de laranja Valência.

“Soluções pulverizados que formem camadas de filmes na superfície das folhas têm sido oferecidos como forma de minimizar perdas nas colheitas devido ao cenário desfavorável de mudanças climáticas, uma vez que a floração e a frutificação dos citros são prejudicadas pela radiação UV”. Dr. Dirceu Mattos Jr – Centro de Citricultura Sylvio Moreira (IAC).

Um elaborado experimento, realizado pelo grupo de pesquisa do Dr. Dirceu Mattos Jr., demonstrou a capacidade protetiva dos minérios caulim e carbonato de cálcio contra o excesso de radiação solar

Pesquisando o efeito do caulim e do carbonato de cálcio  

Os pesquisadores identificaram que quando as plantas de laranja são pulverizadas com substâncias como caulim ou carbonato de cálcio, estas substâncias criam uma camada fina e reflexiva na superfície das folhas. Isso faz com que a luz do sol seja refletida, reduzindo os efeitos prejudiciais da luz ultravioleta (UV) excessiva nas plantas.

Entre os benefícios para planta, os pesquisadores destacam a melhor absorção de dióxido de carbono (CO₂) utilizado na fotossíntese e manutenção da temperatura mais baixa da superfície das folhas ao longo do dia. Esses efeitos positivos estão relacionados a uma melhoria na atividade de enzimas antioxidantes, o que sugere que as plantas estão melhor protegidas contra os danos causados pelo excesso de energia solar absorvida durante a fotossíntese.

“Quando as plantas são pulverizadas com substâncias como caulim ou carbonato de cálcio, essas substâncias formam uma camada fina e reflexiva na superfície das folhas. Essa camada atua como um escudo protetor contra a luz solar excessiva. Ao refletir a luz, essas substâncias ajudam a reduzir os efeitos negativos da radiação UV nas plantas, preservando a integridade do aparato fotossintético das folhas. Isso é crucial para garantir que as plantas possam continuar realizando a fotossíntese de maneira eficiente, necessária para seu crescimento e desenvolvimento saudáveis.” Dr. Dirceu Mattos Jr – Centro de Citricultura Sylvio Moreira (IAC).

Quer saber como os pesquisadores chegaram a essa conclusão? Veja a seguir

Investigando o Impacto do Caulim e do Carbonato de Cálcio nas Plantas de Laranja Valência

O caulim e o carbonato de cálcio são minerais de coloração branca e que podem ser encontrados como produto comercial em pó dispersíveis em água. Em água, tanto o caulim como o carbonato de cálcio podem ser pulverizados nas plantas formando uma camada de partículas reflexivas e protetivas contra radiação solar. Além disso, podem reduzir a temperatura excessiva das folhas.

Para confirmar o efeito protetivo dos minerais em plantas de laranja, os pesquisadores do INCT Citros elaboraram o seguinte experimento:

Ao todo 30 plantas de laranja Valência com dois anos de idade foram separadas em cinco grupos (seis plantas por grupo):

Durante o período do experimento, diversos parâmetros foram monitorados, incluindo a temperatura das folhas, as trocas gasosas (como a absorção de dióxido de carbono e liberação de oxigênio), a quantidade de clorofila nas folhas e a atividade de algumas enzimas antioxidantes. Essas medições permitiram aos pesquisadores entender o efeito de cada componente protetivo no desenvolvimento das plantas, fornecendo entendimento valioso sobre como mitigar os efeitos adversos do excesso de luz solar na cultura da laranja.

“Em resumo, este estudo demonstrou que o uso de partículas em suspensão pode mitigar os efeitos prejudiciais do excesso de irradiância UV e temperatura do ar em árvores de laranja doce.” Dr. Dirceu Mattos Jr – Centro de Citricultura Sylvio Moreira (IAC).

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Referência

Bernardi, L. G. P., et al. Particle films improve photosynthesis of citrus trees under excess irradiance by reducing leaf temperature. Physiologia Plantarum, 2023.

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O interesse por frutos sem semente tem aumentado entre os consumidores. Dada esta demanda, várias pesquisas vêm sendo feitas buscando maneiras de se reduzir o número de sementes por fruto, seja por métodos clássicos, em campo ou por técnicas biotecnológicas em laboratórios.

Em recente publicação a Dra. Mariângela Cristofani Yaly e sua aluna de doutorado Msc. Fernanda Roverssi demonstraram uma redução no número de sementes por fruto na cultivar de tangerina IAC 2019Maria. A pesquisa, vinculada ao INCT Citros, traz avanços no melhoramento genético de tangerina visando maior aceitabilidade da fruta no mercado in natura.

Descubra nesse texto como os pesquisadores estudam e desenvolvem novas variedades de tangerina.

O que são frutos sem sementes?

As sementes são resultado do processo de fecundação que ocorre entre os gametas masculino (presente no grão de pólen) e feminino (presente no óvulo das flores) de um vegetal.

Os frutos sem semente são aqueles em que não houve formação de semente, pode ser decorrente da não fecundação (partenocarpia), aborto embrionário (estenoespermocarpia), falhas na polinização ou incompatibilidade genética entre os genitores também podem gerar frutos sem sementes.

Os melhoristas (pesquisadores que trabalham com melhoramento genético) utilizam desse conhecimento para desenvolver cultivares que produzam frutos com menor quantidade de sementes.

Para os produtores de laranja e tangerinas, a ausência de sementes é importante não apenas pelo seu impacto no mercado de frutas frescas, mas também devido à sua associação a compostos que podem impactar o sabor e afetar a produção de sucos. Dra. Mariângela C. Yaly – Centro de Citricultura Sylvio Moreira.

Já ouviu falar da primeira tangerina 100% brasileira?

As tangerinas, assim como outros citros, possuem sua origem no sul da Ásia. No entanto, a tangerina  IAC 2019Maria após cerca de 20 anos de pesquisa, foi obtida pelo  programa de melhoramento genético do Centro de Citricultura Sylvio Moreira do Instituto Agronômico, sndo uma cultivar de tangerina totalmente brasileira.

É a primeira cultivar de citros do IAC protegida pelo Serviço Nacional de Proteção de Cultivares (SNPC) do MAPA, e licenciada para viveiros. Dra. Mariângela C. Yaly – Centro de Citricultura Sylvio Moreira.

Além de ser uma planta que produz frutos saborosos e  fácil de descascar a tangerina IAC 2019Maria é resistente a principal doença dos pomares de tangerina, a mancha marrom de alternaria. Dada a sua resistência à doença, usa-se menos fungicidas, reduzindo custo de produção e melhorando a sustentabilidade do pomar.

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Diversidade das tangerinas: solução promissora para consumidores e citricultores

Uma pesquisa em busca de tangerinas com menos sementes

As tangerinas comercializadas nos dias de hoje apresentam cerca de 20 sementes por fruto.

Uma vez que, o número de sementes nos frutos de tangerina é dependente do tipo de fecundação, os pesquisadores do INCT Citros investigaram diferentes tipos de polinização em plantas de tangerina IAC 2019Maria. Foram avaliados os seguintes tipos de polinização:

1. Polinização cruzada com tangerina Ponkan
2. polinização cruzada com laranja doce Pera IAC
3. autopolinização
4. impedimento de polinização e
5. polinização aberta.

Entre agosto e outubro de 2018 foram realizadas a polinização de 1289 flores de tangerina IAC 2019Maria mantidas em casa de vegetação. Dessas, 163 foram fecundadas com pólen de laranja Pêra, 51 com pólen de tangerina Ponkan, 763 com pólen da IAC 2019Maria (autopolinização), 312 não foram polinizadas (impedimento da polinização).

A polinização aberta ocorreu com plantas que estavam no campo, as flores foram marcadas e deixadas livres para ocorrência de polinização natural.

No caminho para tangerinas sem sementes

Na busca pela tangerina sem sementes, os resultados do experimento mostraram que a Tangerina IAC 2019Maria não produz frutos partenocárpicos (quando há o impedimento da polinização). No entanto, houve uma redução de sementes em frutos de flores que foram autofecundadas.

A fecundação com pólen de laranja Ponkan ocasionou num aumento de sementes por fruto (~21) enquanto a fecundação com pólen de laranja Pera reduziu o número de sementes por fruto para uma média de 16 e a autopolinização para uma média de 14 sementes por fruto. A polinização aberta também resultou em frutos com maior número de sementes (~22).

Vimos que a polinização cruzada leva à formação de mais sementes do que a polinização com pólen da própria flor. Com isso podemos sugerir aos produtores que os pomares de tangerina IAC 2019Maria sejam plantados de forma isolada, para evitar um aumento no número de sementes nos frutos. Msc. Fernanda Roverssi – Centro de Citricultura Sylvio Moreira.

Melhoramento genético da tangerina IAC 2019Maria

A cultivar tangerina IAC 2019Maria é uma planta diploide (cada célula possui duas cópias de cada cromossomo). No entanto, sabe-se que plantas poliploides, com três (triploides) cópias de cromossomos por célula possuem maiores chances de formarem frutos apirenos ou seja,  frutos sem sementes.

Pensando nisso, os pesquisadores também realizaram o estudo genético das plantas germinadas a partir das sementes geradas pelos cruzamentos do experimento, buscando encontrar plantas poliploides.

Através da técnica de citometria de fluxo conseguimos identificar três plantas poliploides, um triploide e dois tetraploides. Iremos acompanhar o desenvolvimento dessas três plantas e esperamos no futuro conseguir uma variedade de tangerina capaz de produzir frutos com menos sementes ou partenocárpicos. Msc. Fernanda Roverssi – Centro de Citricultura Sylvio Moreira.

Referência

Roverssi, F. et al. Number of seeds in fruits and frequency of hybrids obtained in crossings with IAC 2019Maria mandarin. Revista Brasileira de Fruticultura, 2022.

Roverssi, F. Número de sementes em frutos e frequência de híbridos obtidos de cruzamentos com a tangerina IAC 2019maria. Dissertação apresentada ao programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal e Bioprocessos Associados. Araras, 2022.

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A presença de plantas daninhas em pomares de citros implantados no Brasil pode acarretar perdas que chegam a 52% de produtividade.Buscando uma agricultura mais sustentável, uma pesquisa de três anos, liderada pelos pesquisadores Dr. Fernando Alves de Azevedo e Dr. Rodrigo Martinelli, indicou maneiras mais eficazes de lidar com as plantas daninhas nos pomares de citros.

Descubra a diferença e os efeitos da roçada ecológica com a roçada convencional no controle de plantas daninhas em pomares de citros.

Plantas daninhas são aquelas que crescem onde não queremos, competindo com as plantas que queremos cultivar. A “roçada” é uma prática de manejo para remoção dessas plantas, evitando prejuízos na produção de laranjas e outros citros. Dr. Fernando Alves de Azevedo – Centro de Citricultura Sylvio Moreira.

O que é uma agricultura sustentável?

Uma agricultura sustentável utiliza técnicas que permitem controlar pragas, doenças e plantas daninhas, sem prejudicar o solo ou o meio ambiente. Isso envolve evitar mexer muito no solo, manter coberturas vegetais naturais e outras práticas que protejam o ambiente onde crescem nossos alimentos.

Dessa forma, é preciso olhar para as plantas daninhas também como parte da produção e explorar possíveis benefícios à agricultura.

No entanto, em algum momento, será necessário controlar essas plantas daninhas, e existem diferentes tecnologias para isso.

As plantas daninhas não competem com as culturas o ano todo. Podemos usá-las para melhorar o solo e beneficiar nossas plantações. – Dr. Fernando Alves de Azevedo, Centro de Citricultura Sylvio Moreira

O estudo dos pesquisadores do INCT Citros compara diferentes estratégias de controle de plantas daninhas e mostra que usar equipamentos como a “roçadoa ecológica” pode reduzir custos com herbicidas, diminuir a população de plantas daninhas e melhorar a qualidade do solo, tornando os pomares mais sustentáveis.

É possível controlar as plantas daninhas de forma sustentável?

plantas daninhas ser a aplicação de herbicidas e uso da roçadora convencional, os resultados de um experimento de três anos mostram que é possível adoção de estratégias mais sustentáveis.

A principal diferença entre a roçada convencional e ecológica é que na primeira os resíduos das plantas que estão na entrelinha do pomar (espaço entre uma linha de plantio e outra) são cortados e depositados na própria entrelinha enquanto na ecológica essa biomassa cortada é depositada ao redor das plantas de laranja e formam uma cobertura orgânica no solo. Dr. Rodrigo Martinelli – Centro de Citricultura Sylvio Moreira

O experimento foi realizado entre 2017 e 2020 em uma área experimental com o tamanho aproximado de um campo oficial de futebol, no Centro de Citricultura ‘Sylvio Moreira’, do Instituto Agronômico – IAC. Foram usadas 648 plantas de laranja divididas em diferentes tratamentos.

Primeiramente o experimento foi dividido em duas áreas:

1. Recebeu tratamento com roçadora convencional
2. Recebeu tratamento com roçadora ecológica

Tanto a área “A” quanto área “B” foram subdivididas em 12 subáreas – cada uma abrangendo 54 plantas. Essas subáreas recebiam tratamentos diferentes, incluindo controle físico, com roçagens no espaço entre as plantas de citros (sem herbicidas), e controle químico, com aplicação de diferentes tipos de herbicidas (aplicados isoladamente e/ou em conjunto) herbicidas que ficam agindo no solo e herbicidas que agem somente na área das folhas das plantas daninhas).

Resultados direcionam para uma agricultura mais sustentável

Ficou claro para os pesquisadores que o controle de plantas daninhas é importante. Independente do tratamento utilizado, as plantas de citros eram em média 89% mais produtivas quando havia o controle das plantas daninhas. O que significa mais laranja por planta e consequentemente no mercado.

No entanto, os pesquisadores também comprovaram que o controle de plantas daninhas em áreas em que foi utilizado a roçadeira ecológica, as plantas de laranja tiveram melhor desenvolvimento e consequentemente maior produtividade (até 90% a mais) do que aquelas que estavam nas áreas onde foi utilizado a roçadeira convencional.

O trabalho também destaca que o retorno financeiro é muito maior quando utilizado a roçadeira ecológica, independentemente do tipo de controle de planta daninha utilizado (mecânico ou químico), o que é devido aos demais benefícios além do controle de plantas daninhas, conforme mencionado anteriormente.

A cobertura orgânica criada pelo uso da roçadeira ecológica traz benefícios para o pomar e solo. Como maior controle de plantas daninhas ao longo do tempo, maiores níveis de fertilidade do solo e da nutrição das plantas, maiores teores de umidade do solo, melhor qualidade microbiológica, entre outros. Dr. Fernando Alves de Azevedo – Centro de Citricultura Sylvio Moreira.

É o primeiro estudo a mostrar pela primeira vez na literatura a boa interação da roçagem ecológica com herbicidas residuais. Os pesquisadores mostram que é possível melhorar a microbiota do solo e acelerar o processo de biodegradação dos herbicidas – visto que dentre os herbicidas residuais utilizados, todos tem a degradação microbiana como a principal forma de dissipação do herbicida no ambiente, impedindo que ele permaneça no ambiente ou nos frutos comercializados.

São resultados que abrem caminhos para pomares de citros mais sustentáveis.

Referências

Martinelli, R., et al. The impacts of ecological mowing combined with conventional mechanical or herbicide management on weeds in orange orchards. Weed Research, 2022.

Martinelli, R. Manejo sustentável de plantas daninhas em citros: implicações do glyphosate no metabolismo da cultura e estratégias de controle. Tese submetida como requisito parcial para obtenção de grau de Doutor em Agricultura Tropical e Subtropical, Área de Concentração em Tecnologia da Produção Agrícola, 2021.

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No âmbito do INCT Citros, pesquisadores estão explorando a genética de fungo responsável pela podridão floral dos citros, buscando desenvolver tecnologias que permitam a redução do uso de agrotóxicos nos pomares.

O Impacto da Podridão Floral na Citricultura

A podridão floral dos citros figura como uma das doenças fúngicas mais prejudiciais para a citricultura, sendo o Colletotrichum abscissum identificado como seu principal agente no Brasil. Essa doença recebe sua nomenclatura devido à ação do fungo nas flores, prejudicando a formação dos frutos e podendo levar a uma redução de até 85% na produção dos pomares.

Atualmente, a principal abordagem para mitigar essas perdas é o uso de agrotóxicos, contudo, para uma agricultura mais sustentável, é fundamental buscar soluções que combinem diferentes tecnologias, reduzindo custos e aumentando a produtividade.

Um dos projetos liderados pelo Dr. Marcos Antônio Machado e Dr. Eduardo Henrique Goulin visa buscar tecnologias complementares para o controle efetivo da podridão floral dos citros.

Explorando a genética do fungo C. abscissum. 

Para compreender melhor essa doença e desenvolver novas tecnologias, é crucial investigar a genética dos fungos envolvidos. No caso da podridão floral dos citros, o C. abscissum é a principal espécie encontrada nas plantas doentes no Brasil.

“O C. abscissum é um dos fungos menos conhecidos entre os que causam a podridão floral. Decidimos, portanto, investigar sua genética e capacidade de infecção nas flores” Dr. Marcos Machado – Centro de Citricultura Sylvio Moreira (IAC).

Para obter essas informações, os pesquisadores realizaram a extração, sequenciamento e montagem do código genético do fungo (genoma). Esse processo permitiu acesso aos genes do fungo, possibilitando o estudo de seu funcionamento.

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O código genético é um conjunto de dados formados pelas bases nitrogenadas presentes no DNA, e que formam o genoma. Todo o material genético (genoma) ou partes dele contém informações genéticas que podem ser passadas aos descendentes de um organismo. É a partir das informações genéticas que um ser vivo se desenvolve.

“Fomos os primeiros a sequenciar o genoma do C. abscissum e identificamos cerca de 15.499 genes, sendo 640 deles associados ao processo de infecção”, Dr. Eduardo Goulin – Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia de Santa Catarina.

Além disso, a montagem do genoma revelou a presença de mecanismos genéticos essenciais para a produção de RNA interferente (RNAi).

RNAi: Uma Nova Abordagem para o Controle da Doença

Dentro do código genético existe uma etapa muito importante: a tradução do DNA em uma nova molécula: o ácido ribonucleico (RNA). É a partir do RNA que será produzida a proteína.

O RNAi são moléculas de RNA que, em vez de codificarem proteínas, se conectam a outras moléculas de RNA, bloqueando sua capacidade de produzir proteínas. A identificação do mecanismo de RNA interferente no genoma do fungo abriu portas para o desenvolvimento de uma nova tecnologia de controle da podridão floral dos citros.

“O RNAi é uma ferramenta biotecnológica que pode silenciar genes em um organismo, ou seja, podemos produzir moléculas de RNA que impeçam a produção de proteínas envolvidas no processo de infecção ou podemos explorar esse mecanismo para desativar genes essenciais no fungo, levando à sua morte”. Dr. Marcos Machado – Centro de Citricultura Sylvio Moreira (IAC).

Testando uma nova tecnologia

Em um experimento para verificar o funcionamento do RNAi no fungo, os pesquisadores realizaram modificações específicas (transformação genética) no genoma do C. abscissum. Foi inserido um gene para produção de uma proteína vermelha fluorescente, o Dsred.

Paralelamente, os pesquisadores desenvolveram uma sequência específica de RNA para “desligar” o gene Dsred, denominada dsRNA. Se o mecanismo de RNA interferente presente no genoma do fungo for funcional, o dsRNA poderá desligar o gene responsável pela produção da proteína fluorescente.

“Nossa abordagem foi inovadora. Primeiro, fizemos o fungo produzir uma proteína diferente, de fácil monitoramento, e, em seguida, usamos o RNAi para desativar essa produção. O processo foi bem-sucedido, demonstrando a eficácia desse mecanismo no C. abscissum” Dr. Eduardo Goulin – Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia de Santa Catarina.

Este trabalho marca apenas o início do desenvolvimento de uma nova tecnologia que pode ser combinada ao uso de fungicidas. Agora os pesquisadores sabem que é possível utilizar a tecnologia de RNAi para controle da podridão floral dos citros, mas ainda precisam estudar melhor o genoma do C. abscissum para entenderem qual o melhor gene a ser desligado.

Referências

Goulin, E. H., et al. Genome sequence resources of Colletotrichum abscissum, the causal agent of citrus post-bloom fruit drop, and the cosely related species C. filicis. Phytopathology, 2023.

Goulin, E. H., et al. RNAi-induced silencing of the succinate dehydrogenase subunits gene in Colletotrichum abscissum, the causal agent of postbloom fruit drop (PFD) in citrus. Microbiological research, 2022.

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Considerada a pior doença das laranjas, o greening tem exigido grandes esforços dos cientistas do mundo todo. Nesse caminho, os pesquisadores do INCT Citros têm alcançado avanços significativos para o desenvolvimento de novas estratégias para enfrentamento da doença.

Descubra como o trabalho liderado pelo Dr. Helvécio Della Coletta-Filho comprovou redução significativa na taxa de infecção e até mesmo ausência de detecção da bactéria, causadora do greening, em uma planta específica de citros. São resultados promissores e que oferecem esperança para o controle eficaz da doença e a preservação das safras de laranja e outros citros.

Greening: atualmente a pior doença das laranjas

O greening é uma doença causada pela bactéria conhecida como Candidatus Liberibacter asiaticus. Essa bactéria é transmitida por um inseto, o psilídeo Diaphorina citri, e assim como a dengue é de fácil transmissão – o inseto “pica” uma planta doente fica contaminado e quando for se alimentar de outra planta acaba infectando-a.

O estrago nos pomares não é feito pelo inseto, mas pela bactéria que ele suga de uma planta doente e espalha pelo resto do pomar. A doença faz com que o número de frutos por planta reduza drasticamente, fiquem menores, caem antes da colheita e os permanecem na planta doentes fica com sabor mais ácido e amargo. Dr. Helvécio Della Coletta-Filho – Centro de Citricultura Sylvio Moreira (IAC).

A doença não mata as plantas, mas diminui muito a produção e o consumo de laranjas produzidas em plantas infectadas não traz problemas à saúde. No entanto, com menos fruto no mercado, o preço da fruta está cada vez mais alto – em fevereiro (2024), o preço da laranja chegou ao maior patamar dos últimos 30 anos no estado de São Paulo, de acordo com o Centro de Estudos Avançados em Economia Aplicada (Cepea).

A doença não tem cura. Por não existirem formas efetivas de controle da doença, é realizado ações visando mitigar a disseminação da doença, a partir do plantio de mudas sadias, eliminação de plantas doentes com idade inferior a oito anos e controle do inseto transmissor.

A pesquisa do INCT Citros: busca por plantas resistentes

Com base em avaliações anteriores, a equipe de pesquisadores liderados pelo Dr. Helvécio selecionou 14 plantas híbridas de citros – do cruzamento entre tangerina ‘Sunki’ com uma espécie de citros conhecida como Poncirus trifoliata (espécie cítrica “prima” da laranja).

Chamamos de híbridos os filhos, resultantes do cruzamento, de plantas com características genéticas diferentes entre si (genótipos). Em citros, de um mesmo cruzamento podem ser obtidos híbridos com características bem contrastantes – Dr. Helvécio Della Coletta-Filho – Centro de Citricultura Sylvio Moreira (IAC).

Os 14 híbridos selecionados fazem parte do trabalho da pesquisadora Dra. Mariângela Cristofani-Yaly. São plantas pré-selecionadas para ausência de greening após 12 anos de experimentação a campo e possuem potencial para serem utilizadas como porta-enxerto.

Os pesquisadores desenvolveram um experimento para desafiar os híbridos sob condições de alta concentração do patógeno para melhor avaliar o nível de tolerância dos híbridos selecionados. A partir das plantas que estavam no campo, coletaram “ramos” e sobre enxertaram em plantas de laranja doce ‘Valência’ que apresentavam fortes sintomas da doença e estavam positivas para a bactéria, de modo que os híbridos tivessem contato direto e continuo com a bactéria.

Com esse experimento nós conseguimos monitorar a transmissão da bactéria da planta doente para as plantas testes ao longo de 12 meses. No início do experimento todas as 14 plantas (e suas réplicas experimentais) foram infectadas pela bactéria. Surpreendentemente, alguns híbridos mostraram uma redução significativa na taxa de infecção, até mesmo eliminando completamente a bactéria. Dr. Helvécio Della Coletta-Filho – Centro de Citricultura Sylvio Moreira (IAC).

Além disso, os pesquisadores conseguiram identificar diferença na resposta fisiológica nas plantas tolerantes quando comparadas com as plantas doentes. Quanto maior a tolerância, menor é o acúmulo de amido nas formas e deposição de calose no floema, resultados importantes para o entendimento da doença.

Segundo os pesquisadores, ainda é muito cedo para dizer que temos uma solução para pior doença das laranjas, mas com certeza são resultados promissores para aprimoramento do manejo do greening e preservação das safras de citros.

No caminho para uma nova tecnologia contra a pior doença das laranjas

A pesquisa mencionada fez parte do trabalho de mestrado da aluna Thais Magni Cavichioli. Agora, no doutorado, a Ma. Thais M. Cavichioli avalia o potencial daqueles híbridos, que se mostraram mais tolerantes, como porta-enxerto para laranja doce e outros citros.

Algo necessário, visto que um dos sintomas de greening é a perda significativa do sistema radicular das plantas. As raízes são a porta de entrada de nutrientes e água para plantas.

Agora o nosso objetivo é avaliar o potencial desses híbridos como porta-enxerto. Ou seja, verificar se a tolerância identificada nessas plantas pode ser refletida numa menor perda do sistema radicular das plantas e como isso estas tenham um melhor desenvolvimento mesmo frente ao greening.   Ma. Thais Magni Cavichioli – Centro de Citricultura Sylvio Moreira (IAC).

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Referência

Cavichioli, T. M., et al. Temporal Analysis of Candidatus Liberibacter asiaticus in Citrandarin Genotypes Indicates Unstable Infection. MDPI Agronomy, 2022.

CEPEA. Citros/cepea: preço da laranja ‘Pera’ é o maior em 30 anos. Disponível em: https://www.cepea.esalq.usp.br/br/releases/citros-cepea-preco-da-laranja-pera-e-o-maior-em-30-anos.aspx. Acesso: 03.04.2024.

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O Greening dos citros tem sido considerada a pior doença na produção de laranjas, tangerinas, mexericas e outros citros. Diante desse desafio, a pesquisa voltada para o desenvolvimento de soluções tecnológicas abrange uma ampla gama de estratégias.

Desde avanços no melhoramento genético das plantas até abordagens focadas no controle da bactéria responsável pela doença e do inseto transmissor que propaga a bactéria de uma planta para outra, os cientistas exploram diversas frentes para mitigar os impactos do Greening e preservar a saúde dos pomares.

Pesquisadores do INCT Citros encontraram gene que pode ajudar no controle do greening

Um estudo realizado pelo grupo de pesquisa do Dr. Marcos Machado comprovou o envolvimento do gene DCEF32, presente no inseto transmissor (Diaphorina citri), na aquisição da bactéria causadora do greening dos citros.

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Publicado na renomada revista Scientific Reports da Nature, um dos veículos mais respeitados no meio científico, o estudo revelou que ao “desligar” esse gene no inseto, surgem dificuldades significativas em seu processo de alimentação no floema das plantas, local onde a bactéria responsável pelo Greening se aloja.

Nossa descoberta abre caminhos promissores, sugerindo que ao atuar sobre o gene DCEF32, podemos potencialmente reduzir as taxas de transmissão da doença, oferecendo uma perspectiva valiosa para o controle eficaz do greening dos citros. Dr. Marcos Machado – Centro de Citricultura Sylvio Moreira.

Como os pesquisadores chegaram no gene DCEF32?

Um dos grandes desafios no controle do greening é devido a sua alta taxa de dispersão. O inseto, Diaphorina citri, consegue espalhar a doença rapidamente pelos pomares de regiões próximas e a doença que chegou no Brasil em 2004, hoje, está presente em todas as regiões citrícolas paulistas e pomares de Minas Gerais e Paraná.

Desvendar os mecanismos pelos quais o inseto adquire e transmite a bactéria causadora do greening é um dos objetivos do INCT Citros. A compreensão desses processos torna-se crucial, pois oferece a base necessária para o desenvolvimento de estratégias eficazes de controle da transmissão da doença.

Assim, a pesquisadora Dra. Inaiara Pacheco, membro do grupo de pesquisa liderado pelo Dr. Marcos Machado, escolheu direcionar sua investigação para os “genes candidatos a efetores” presentes na saliva do inseto.

Os efetores são genes responsáveis pela produção de proteínas com a capacidade de alterar o comportamento de organismos vivos, frequentemente associados a doenças. Esses genes apresentam características distintas em suas sequências de DNA, possibilitando sua identificação por meio de programas de bioinformática. Dra. Inaiara Pacheco – Universidade da Califórnia, Riverside.

Com isso, a pesquisadora conseguiu selecionar 20 genes candidatos a efetores. A partir dessa seleção começou o estudo individual de cada gene onde foi possível distinguir quais genes eram mais ativos na fase adulta e na cabeça do inseto.

Para estar relacionado com a transmissão da bactéria o efetor precisaria ser ativado na saliva do inseto enquanto ele se alimentava, por isso avaliamos esses genes na cabeça de insetos adultos. Essa abordagem possibilitou reduzirmos de 20 genes candidatos para 6. Dra. Inaiara Pacheco – Universidade da Califórnia, Riverside.

O experimento que colocou o DCEF32 em destaque e possibilita uma nova tecnologia para controle do greening dos citros

Uma técnica de biotecnologia chamada RNA interferente (RNAi) foi utilizada para desligar cada um dos seis genes selecionados e avaliar qual era o comportamento do inseto com relação a aquisição da bactéria causadora do greening.

Em resumo, os experimentos eram conduzidos da seguinte forma:

• Foi produzido uma sequência de RNA específica para cada um dos genes, chamada de dsRNA. O dsRNA é a molécula que desliga o gene.
• O dsRNA era inserido na alimentação do inseto adulto por cinco dias.
• O inseto era transferido para se alimentar em plantas de citros.

Nossos resultados mostraram que quando o gene DCEF32 era desligado o inseto apresentava dificuldade na alimentação. Quando em plantas, o inseto ainda apresentava dificuldade em perfurar o tecido vegetal até o floema, principal local de colonização da bactéria em plantas. Dra. Inaiara Pacheco – Universidade da Califórnia, Riverside.

Sendo a alimentação do inseto o principal veículo de aquisição e transmissão da bactéria causadora do greening, os resultadas dessa pesquisa colocam o gene DCEF32 como alvo para desenvolvimento de tecnologias que possam impedir o seu funcionamento.

Uma possibilidade é o desenvolvimento de um defensivo agrícola que ao invés de uma molécula química apresenta-se sequências de dsRNA específico para o gene DCEF32. Para isso, é necessário a formulação de um produto que seja eficiente em “entregar” o dsRNA ao inseto. Dr. Marcos Machado – Centro de Citricultura Sylvio Moreira.

Referência

Pacheco, I. S., et al. Gene silencing of Diaphorina citri candidate effectors promotes changes in feeding behaviors. Science Reports, 2020.

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A busca por soluções que permitam a continuidade da produção de frutas, mesmo em face de desafios climáticos, como a seca, tem impulsionado avanços significativos na agricultura. Na citricultura, pesquisadores do INCT Citros descobriram um gene que pode acelerar a adaptação de plantas de laranja e tangerina a ambientes propensos a falta de água.

Adaptar plantas por meio de pesquisas e melhoramento genético, oferece uma perspectiva otimista para os citricultores. Ao cultivar variedades de citros que resistem melhor à escassez de água, abre-se a possibilidade de manter uma produção frutas estável, mesmo em regiões suscetíveis a períodos prolongados de seca.

O trabalho desenvolvido pelo grupo de pesquisa do Dr. Marcio Costa, já publicado em revista científica, aproxima os pesquisadores do desenvolvimento de variedades de laranja e tangerina tolerantes à seca.

Mas como os pesquisadores chegaram a esses genes?

Todos os organismos vivos possuem milhares de genes, que são sequências de DNA com funções específicas, responsáveis pela estrutura e funcionamento das células vegetais e animais. Dentro dessa vasta gama de genes, há aqueles que compartilham regiões e funções similares, sendo possível agrupá-los em “famílias”.

Plantas “estressadas” alteram o funcionamento de seus genes

Já se sabia que um conjunto de genes, conhecidos como fatores de transcrição do tipo Nuclear (NF-Y), desempenha papéis cruciais no desenvolvimento e na resposta a estresses bióticos e abióticos em diversas plantas. A regulação desses genes pela planta, determinando quando ativá-los ou desativá-los, possibilita que ela se adapte e se desenvolva em ambientes e condições distintas.

Chamamos de estresse biótico e abiótico, situações causadas por organismos vivos (bióticos) e fatores ambientais (abióticos) que de alguma forma atrapalhem o bom desenvolvimento das plantas. Nesse sentido, a falta de água é considerada um estresse abiótico. Dr. Marcio Costa – Universidade Estadual de Santa Cruz.

O grupo de pesquisa do Dr. Marcio Costa optou, então, por investigar a família de genes NF-Y em plantas de citros, uma abordagem que ainda não havia sido explorada por outros pesquisadores.

Nossa estratégia envolveu a realização de uma análise computacional (bioinformática) para identificar os genes NF-Y nos genomas de laranja (Citrus sinensis) e tangerina (Citrus clementina). Com essas identificações, conseguimos estudar o funcionamento da família de genes NF-Y nessas plantas cítricas. Dr. Marcio Costa – Universidade Estadual de Santa Cruz.

Será que em citros os genes NF-Y são regulados em repostas a falta de água?

Também com base nos dados de bioinformática, o grupo de pesquisa constatou que ocorria, de fato, a ativação e desativação de alguns genes NF-Y em plantas de citros sob estresses bióticos e abióticos. Alguns genes eram ativados exclusivamente nas raízes, enquanto outros nas folhas. A partir disso, foram capazes de selecionar genes específicos dessa família.

No entanto, um gene em particular chamou a atenção dos pesquisadores. Denominado CsNF-YA5, esse gene foi o único ativado exclusivamente em resposta à falta de água nas raízes. Embora outros genes dessa família também fossem expressos em condições de estresse hídrico, eles eram ativados em diversas situações, como quando a planta sofria ataques de microrganismos, por exemplo.

O gene que ajuda na produção de frutas com menos água?

Para garantir a função dos genes NF-Y na produção de frutas cítricas, os pesquisadores conduziram diversos experimentos, incluindo um no qual mantiveram dois grupos de plantas de citros (A e B), com dois anos de idade, em um ambiente controlado (casa de vegetação).

O grupo A foi submetido a uma menor quantidade de água (situação de estresse), enquanto o grupo B recebeu uma quantidade ideal de água (controle). Por meio da biotecnologia, os pesquisadores puderam analisar como os genes NF-Y eram regulados (ativados ou desativados) pela planta.

O principal resultado encontrado confirmou a ativação do gene CsNF-YA5 nas raízes das plantas. De forma interessante, esse mesmo gene foi desativado nas folhas da planta, indicando sua importância no tecido radicular das plantas de citros.

Nossos dados sugerem que o gene CsNFY-A5 pode ser um candidato chave na regulação de processos importantes, como o crescimento de raízes e a fotossíntese, em resposta ao estresse de seca. Dr. Marcio Costa – Universidade Estadual de Santa Cruz.

Utilizando ferramentas biotecnológicas e plantas modelo de tabaco (Nicotiana tabacum), os pesquisadores conseguiram realizar a transformação genética do tabaco, induzindo essas plantas a produzirem quantidades elevadas da proteína produzida pelo gene CsNFY-A5. Esse procedimento permitiu uma compreensão mais aprofundada da função desse gene.

Nossa conclusão é que o gene CsNF-YA5 desempenha um papel crucial nos mecanismos bioquímicos e fisiológicos de adaptação à seca, contribuindo para a manutenção do crescimento e produtividade das plantas em ambientes com déficits moderados de água no solo. Dr. Marcio Costa – Universidade Estadual de Santa Cruz.

A pesquisa melhora a produção de frutas que chega até você

Investir em plantas de citros tolerantes à seca vai além de uma medida adaptativa; é um passo estratégico em direção à sustentabilidade e segurança alimentar. À medida que enfrentamos desafios climáticos crescentes, cultivar citros resilientes torna-se essencial para garantir uma produção de frutas estável, nutritivas e saborosas.

O trabalho do INCT Citros, desenvolvido pelo grupo de pesquisa do Dr. Marcio Costa, coloca a citricultura mais próxima dessas plantas tolerantes à seca.

Referência

Pereira S L S. Genome-wide characterization and expression analysis of citrus NUCLEAR FACTOR-Y (NF-Y) transcription factors identified a novel NF-YA gene involved in drought-stress response and tolerance. PLoS ONE, 2018.

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A citricultura enfrenta grandes desafios fitossanitários, devido, principalmente, à ausência de cultivares de laranjas doces resistentes a bactérias causadoras de doenças, entre elas o cancro cítrico, causado pela bactéria Xanthomonas citri subsp. citri (Xcc). Buscando criar soluções eficazes, pesquisadores do INCT Citros estão utilizando ferramentas biotecnológicas para desenvolver plantas transgênicas resistentes ao cancro cítrico.

Há pelo menos 65 anos, o cancro cítrico tem sido uma fonte constante de problemas para os citricultores paulistas

A bactéria X. citri foi identificada pela primeira vez no Estado de São Paulo em 1957, na região de Presidente Prudente, e desde então tem se disseminado pelo país, principalmente dentro de SP.

O cancro cítrico, dependendo do seu grau de severidade, causa desfolha, depreciação e queda prematura dos frutos. Como resultado, existe uma diminuição na produção e dificuldade de comercialização dos frutos. O controle e prevenção do cancro cítrico é realizado com a aplicação de produtos à base de cobre e, em casos mais graves, com a erradicação das plantas contaminadas.

Plantas Transgênicas: Uma Solução Inovadora para o Cancro Cítrico

A biotecnologia se destaca como uma ferramenta eficaz para acelerar o processo de criação de novas cultivares, e o desenvolvimento de plantas transgênicas resistentes ao cancro cítrico surgem como uma oportunidade promissora para introduzir novas cultivares de laranjas doces como soluções para o controle desta doença em um período mais curto.

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O que são plantas transgênicas?

O termo transgênico foi adotado para descrever organismos que receberam genes de outra espécie por meio da biotecnologia – técnicas moleculares utilizadas por pesquisadores para isolar, copiar e transferir sequências específicas de DNA.

Dessa forma, plantas transgênicas são aquelas que incorporam em seu genoma sequências de DNA (genes) de uma espécie não compatível sexualmente. Essa espécie pode ser uma planta, um microrganismo, um animal ou qualquer organismo vivo. Esse processo de modificação genética visa conferir às plantas características específicas, tais como resistência a doenças, como é o caso do cancro cítrico.

Essa abordagem inovadora apresenta a vantagem de acelerar o desenvolvimento de cultivares mais robustas e adaptadas, representando uma estratégia eficiente para enfrentar os desafios na citricultura.

Pesquisa do INCT Citros no desenvolvimento de plantas transgênicas resistentes ao Cancro cítrico

O grupo de pesquisa liderado pelo Dr. Francisco Mourão, pesquisador da equipe de pesquisa da plataforma de genômica funcional e melhoramento assistido do INCT Citros, conseguiu desenvolver, por meio da biotecnologia, plantas transgênicas de laranja doce cv. Hamlin (Citrus sinensis L. Osbeck). A pesquisa contou com a colaboração de pesquisadores do Instituto Biológico e da Embrapa. São dois “tipos” de abordagens:

• Plantas transgênicas com o gene d4e1
• Plantas transgênicas com o gene csd1

O gene d4e1 é um peptídeo sintético e apresenta atividades antimicrobianas já comprovadas e, o gene csd1, produz um superóxido dismutase de cobre e zincoque é uma enzima antioxidante com atividade comprovada para resistência a estresses bióticos e abióticos. Dr. Francisco Mourão – Universidade de São Paulo, ESALQ.

Desafiando as plantas transgênicas frente a bactéria causadora do cancro cítrico

Após a confirmação da presença dos genes d4e1 ou csd1 em plantas de laranja doce, os pesquisadores embarcaram em uma outra fase do estudo: a avaliação do funcionamento desses genes nas plantas e a verificação de sua eficácia em fortalecer a defesa contra a bactéria causadora do cancro cítrico.

Quando trabalhamos com transformação genética é comum termos mais de uma planta transgênica para cada gene. Por exemplo, em nosso trabalho conseguimos 13 plantas de laranja com o gene csd1, chamamos cada uma dessas plantas de “evento transgênico”. Realizamos diversos experimentos a fim de identificar o evento em que o gene “funciona melhor”. Explica Dr. Matheus Luís Docema, pesquisador que estudou, em sua tese de doutorado, a resposta dessas plantas transgênicas à infecção por essa doença.

A validação do papel desses genes na resistência à bactéria é essencial para garantir o sucesso da abordagem transgênica no desenvolvimento de cultivares mais robustas e resilientes.

Para selecionar o melhor evento, é preciso colocar a planta para “brigar” com a bactéria. Uma das formas de se conseguir isso é:

Primeiramente a bactéria é crescida em um meio de cultura, em seguida, é diluída em uma solução de inóculo para uma concentração conhecida. Dessa forma, os pesquisadores conseguem inocular sempre a mesma concentração de bactérias em diferentes plantas.

A pesquisa realizada levou em consideração duas estratégias de inoculação:

• “Spray”, na qual a solução de inóculo é pulverizada na superfície das folhas de laranjeiras
• “Ferida”, na qual a “micro agulhas” são imersas na solução de inóculo e então utilizadas para fazer micro furos na superfície das folhas.

Para chegar em resultados confiáveis e replicáveis, os pesquisadores trabalharam com 12 repetições, sendo cada repetição representada por uma única planta, tanto para os eventos transgênicos quanto para os grupos de controle (plantas não transgênicas). Esse arranjo experimental foi repetido três vezes.

Com isso, foi realizado um estudo comparativo e bastante aprofundado entre plantas transgênicas e plantas não transgênicas. Os pesquisadores conseguiram então, avaliar a presença e ausência de bactérias e sintomas nas plantas, assim como a intensidade nas respostas moleculares de defesa das plantas.

A presença dos genes d4e1 ou csd1 faz com que plantas de laranja doce resistam ao cancro cítrico

Em geral, os pesquisadores confirmaram que a incidência e severidade do cancro cítrico em plantas transgênicas de laranja foram reduzidas. Tanto em eventos com o gene d4e1 como em eventos com o gene csd1, quando comparadas às plantas não transgênicas.

Nessas plantas, a bactéria proliferou com menos severidade, resultando em baixas progressões da doença nas laranjeiras transgênicas. As análises anatômicas e o atraso nos sintomas visuais em alguns eventos transgênicos sugerem uma diminuição considerável na gravidade da doença.

Nós também identificamos que a resistência encontrada em plantas de laranja com o gene csd1 é devido a uma maior atividade de enzimas antioxidantes. Além disso, encontramos maior deposição de calose, aumento no tamanho das células (hipertrofia) e aumento no número de células (hiperplasia), especialmente, nas proximidades dos estômatos. Respostas que desempenham um papel crucial na defesa contra patógenos. Dr. Matheus Luís Docema – Universidade de São Paulo, ESALQ.

Com essa publicação científica, o projeto INCT Citros, liderado pela equipe do Dr. Francisco Mourão, apresenta duas novas abordagens para o controle do cancro cítrico em laranjas doces. Os resultados dessa pesquisa abrem portas para o desenvolvimento potencial de cultivares de laranjeiras mais resistentes ao cancro cítrico, contribuindo significativamente para a sustentabilidade da produção citrícola.

No entanto, é importante ressaltar que mais estudos, incluindo testes de campo, são necessários para validar plenamente a eficácia dessas estratégias inovadoras. O trabalho desses pesquisadores representa um passo promissor rumo a um futuro mais resiliente para as plantações de citros em todo o mundo.

Referências

Docema, M. L., et at. Transgenic ‘Hamlin’ sweet orange expressing csd1 or d4e1 genes exhibits decreased susceptibility to citrus canker disease, 2022.

Defesa Agropecuária de São Paulo. Presença do Cancro Cítrico em São Paulo completa 65 anos. Disponível em: https://www.defesa.agricultura.sp.gov.br/informativo/defesa-agrosp-no-016-novembro20/presenca-do-cancro-citrico-em-sao-paulo-completa-65-anos/#:~:text=O%20cancro%20c%C3%ADtrico%20surgiu%20no,no%20Estado%20de%20S%C3%A3o%20Paulo. Acesso em: 15/11/2023.

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O segundo semestre de 2023 tem sido desafiador para os entusiastas de uma laranja fresca após o almoço. Os consumidores estão sentindo no bolso o estrago que o greening tem feito nos pomares. Acontece que a alta nos preços está diretamente ligada a escassez da fruta no mercado que está diretamente ligado a dispersão de uma bactéria (Candidatus Liberibacter) pelas plantas de laranja.

Uma matéria publicada no G1 neste mês (outubro de 2023) alerta que o estoque de suco de laranja enfrenta o pior volume no Brasil e atinge o mais baixo da série histórica feita pela Associação Nacional dos Exportadores de Sucos Cítricos (CitrusBR), iniciada em junho de 2011.

O greening, também conhecido como HLB, já causou estragos significativos nos pomares dos Estados Unidos e está ganhando força no Brasil e em outras partes do mundo. Para enfrentar esse desafio, a Dra. Mariângela Cristofani-Yaly  lidera um grupo de pesquisa que busca explorar a genética das plantas cítricas em busca de mecanismos de defesa que possam impedir a bactéria de causar doenças nas laranjas.

Uma possível resistência ao greening

Uma das estratégias fundamentais no combate a doenças em plantas é identificar características de tolerância ou resistência em organismos vivos e depois replicá-las.  Esse é o primeiro passo em direção ao desenvolvimento de uma nova variedade de laranja resistente ao greening – uma tecnologia que tem o potencial de revitalizar a produção de laranjas e seus derivados.

Essa característica foi descoberta em trifoliata (Poncirus trifoliata), uma espécie com frutos não muito agradáveis para consumo, mas amplamente utilizada como porta-enxerto. O trifoliata não exibe os sintomas típicos do greening, e a bactéria tem dificuldade em se proliferar nele.

Saiba mais sobre porta-enxerto em:

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Sempre que uma nova doença emerge, procuramos no banco ativo de germoplasma plantas que possam resistir a essa doença. Foi dessa maneira que identificamos a resposta diferenciada de trifoliata para infecção da bactéria C. Liberibacter. Dra. Mariângela Cristofani-Yaly – Centro de Citricultura Sylvio Moreira (IAC).

Pesquisadores estão no caminho para solução do greening

Uma vez que a característica de interesse é encontrada, os pesquisadores buscam compreender a origem dessa resistência – como ela funciona? Uma vez entendido, começam a elaborar estratégias para o desenvolvimento de tecnologias para proteção das plantas e/ou produção de frutos.

Resumidamente podemos destacar 3 etapas:

1. Pesquisa pela fonte de resistência/tolerância
2. Pesquisa para compreensão do mecanismo de resistência/tolerância
3. Pesquisa para desenvolvimento de uma nova tecnologia agrícola

Para segunda etapa, optamos como estratégia de pesquisa avaliar híbridos de trifoliata com tangerina Sunki (Citrus sunki) – espécie que é susceptível à doença. No BAG existem muitas plantas que são “filhos” do cruzamento dessas duas espécies (P. trifoliata X C. sunki), nosso objetivo era encontrar diferentes níveis de tolerância ao greening e com isso compreender a interação entre planta e bactéria que resultam na doença. – Dra. Mariângela Cristofani-Yaly – Centro de Citricultura Sylvio Moreira (IAC).

Os resultados foram promissores. Entre mais de 100 plantas filhas de P. trifoliata X C. sunki que estão no BAG, os pesquisadores encontraram diferença de resposta à infecção pela C. Liberibacter – quantidade de bactéria na planta e aumento na produção de amido.

Com isso, os híbridos foram separados em 3 grupos:

• Susceptíveis: Presença de bactéria com aumento nos níveis de amido e calose
• Tolerantes: Presença de bactéria sem alteração significativa nos níveis de amido e calose
• Resistentes: Ausência da bactéria e sem alteração significativa nos níveis de amido e calose.

Resistência ao greening está relacionado em como a planta responde à infecção pela bactéria

Com a separação em três grupos de plantas, os pesquisadores conseguem analisar as sequências genéticas dessas plantas – genoma e genes. Para isso, foi utilizado uma estratégia bastante interessante.

Uma vez que estavam trabalhando com um número grande de híbridos entre planta resistente e susceptível, os pesquisadores quiseram investigar como ocorreu a transferência de genes dos pais para os filhos e como alguns genes “funcionavam” nos filhos (quais estavam sendo mais ou menos ligados e desligados) – chamamos isso de expressão gênica associada ao mapa genético.

Queríamos descobrir se a resistência encontrada em trifoliata e alguns de seus filhos era devido a um ou mais genes. Como esses genes eram passados de pais para filhos (a frequência) e qual seria a posição deles no genoma da planta (se estavam em um ou mais cromossomos). Com isso podemos isolar os genes relacionados à maior tolerância para utilizar em trabalhos de transformação genética ou edição genética. – Dra. Mariângela Cristofani-Yaly – Centro de Citricultura Sylvio Moreira (IAC).

Uma das soluções para o greening pode estar na calose

Após a construção e análise da expressão gênica associada ao mapa genético. Os pesquisadores conseguiram identificar que a família de genes envolvida na produção de calose, era de fato alterada nas plantas infectadas pela bactéria causadora do greening. E o mais interessante: As plantas resistentes apresentaram uma regulação negativa (desligavam os genes da calose) e as plantas susceptíveis tinham uma regulação positiva para os genes da calose (estavam ligando e aumentando a produção).

Mas não é só isso, o grupo de pesquisa da Dra. Mariângela também encontrou outras regiões, no mapa genético, associadas à tolerância ao greening, revelando que a característica de resistência, vista em trifoliata, envolve muitos genes. No entanto, existe uma alta herdabilidade desses genes (“facilidade” em serem passados para os filhos) o que indica que a seleção para resistência, pelo cruzamento entre plantas, pode ser realizada com sucesso.

Resultados que abrem portas para o desenvolvimento de novas tecnologias agrícolas

Todo o trabalho da Dra. Mariângela e colaboradores para a caracterização de híbridos resistentes ao greening, a identificação de genes envolvidos na resistência, o posicionamento desses genes no genoma e a taxa de herdabilidade (chances de serem passados aos filhos) são informações importantes para o desenvolvimento de novas variedades de laranjas, tangerinas e mexericas resistentes ou tolerantes a C. Liberibacter.

O desenvolvimento de novas tecnologias no campo da citricultura está em pleno andamento, abrangendo uma variedade de estratégias que vão desde o melhoramento genético convencional até o emprego de avanços em biotecnologia. Uma série de esforços significativos está em andamento para acelerar a implementação dessas inovações, com o INCT Citros se destacando como um dos principais projetos de pesquisa dedicados a oferecer soluções promissoras nessa área.

Referências

Curtolo, M., et at. Expression Quantitative Trait Loci (eQTL) mapping for callose synthases in intergeneric hybrids of Citrus challenged with the bacteria Candidatus Liberibacter asiaticus. Genetics and Molecular Biology, 2020.

Soratto, T. A. T., et al. QTL and eQTL mapping associated with host response to Candidatus Liberibacter asiaticus in citrandarins. Tropical Plant Pathology, 2020.

Boava L.P., et al. Physiologic, anatomic, and gene expression changes in Citrus sunki, Poncirus trifoliata, and Their Hybrids After ‘Candidatus Liberibacter asiaticus’ Infection. Phytopathology, 2017.

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