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.

Conteúdo desenvolvido por: Descascando a Ciência

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