A introdução de fungos no trigo aumentou sua absorção de nutrientes essenciais e poderia levar a novas variedades de culturas ‘inteligentes para o clima’, de acordo com um novo estudo. Pesquisadores da Universidade de Leeds, no Reino Unido, mostraram uma associação entre trigo e fungos do solo que poderia ser usada para desenvolver novas culturas alimentares e sistemas agrícolas que dependem menos de fertilizantes, reduzindo sua contribuição para a crescente crise climática.
É a primeira vez que se mostra que os fungos, que formam associações com as raízes das plantas, fornecem quantidades significativas de fósforo e nitrogênio a uma colheita de cereais. Os fungos continuaram a fornecer nutrientes sob níveis mais altos de dióxido de carbono (CO2) previstos em 2100, o que tem implicações importantes para a segurança alimentar futura.
A pesquisadora principal, Katie Field, da Escola de Biologia da Universidade de Leeds e do Instituto Global de Alimentos e Meio Ambiente, disse que “os fungos podem ser uma nova ferramenta valiosa para ajudar a garantir a segurança alimentar futura contra as crises climáticas e ecológicas. Esses fungos não são uma bala de prata para melhorar a produtividade das culturas alimentares, mas têm o potencial de ajudar a reduzir nossa dependência atual de fertilizantes agrícolas”.
A agricultura é um dos principais contribuintes para as emissões globais de carbono, em parte devido a importantes contribuições como fertilizantes. Enquanto a produção de carne contribui muito mais para o aquecimento global do que o cultivo, a redução do uso de fertilizantes pode ajudar a reduzir a contribuição geral da agricultura para as mudanças climáticas.
Uma pesquisa divulgada nesta semana deve permitir um melhor entendimento e desenvolvimento de alternativas de controle da ferrugem asiática, considerada, atualmente, a principal doença da sojicultura. Um consórcio envolvendo empresas, universidade e institutos do Brasil e do exterior anunciou ter mapeado o genoma do fungo causador da ferrugem, o Phakopsora pachyrhizi.
O consórcio é composto por 12 instituições e empresas. Em nível global, o trabalho foi apresentado na França, na segunda-feira (30/9). E, na última quarta-feira (02/10), foi feita uma apresentação, em São Paulo (SP), por representantes da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) e da Bayer, que integram o grupo e têm uma parceria de pesquisa desde 2016 que incluía entre as metas o sequenciamento do genoma do fungo da ferrugem.
A partir de agora, os dados ficam disponíveis para a comunidade científica. Os genomas de referência foram obtidos a partir de três amostras, duas do Brasil (extraídas em Minas Gerais e Mato Grosso) e uma dos Estados Unidos. De acordo com os pesquisadores, foram sequenciados 1,057 bilhão de pares de bases de DNA, um dos maiores entre fungos e outros patógenos vegetais. A quantidade de genes é de cerca de 20,7 mil.
Durante a apresentação, a pesquisadora da área de genética da Embrapa Soja, com sede em Londrina (PR), Francismar Marcelino Guimarães, que participou do estudo, destacou que não foi a primeira tentativa de se mapear o genoma do Phakopsora pachyrhizi. Um dos fatores que, segundo ela, possibilitou o sucesso dessa pesquisa foi desenvolvimento da tecnologia de sequenciamento de DNA.
Segundo Francismar, o fungo possui alto potencial evolutivo. Significa que ele faz muitas mutações, aumentando a sua variabilidade genética. Além disso, tem uma grande capacidade reprodutiva, podendo aumentar rapidamente a sua população no ambiente. E como é altamente dependente do hospedeiro, ou seja, a soja, o que dificulta seu cultivo e manipulação em laboratório.
“Esse fungo tem um genoma montado bem grande. A cada dia, estamos compreendendo um pouco mais de onde vem tudo isso, começamos a entender melhor o arsenal que esse fungo tem”, explicou.
Segundo a pesquisadora, a resistência do fungo aos meios de controle existentes está ligada à sua alta capacidade de se reproduzir e de modificar seu DNA. Através do genoma, ela acredita ser possível conhecer melhor esses processos. Além do mapeamento, foi feito o chamado atlas de expressão, chamado transcriptograma, para saber quais partes do fungo se manifestam em cada fase de seu ciclo de vida.
“Conseguimos identificar as rotas biológicas que esse fungo tem. Estamos acessando um novo conhecimento neste momento. Há muito o que se fazer até que se chegue a uma aplicação prática. Mas é um grande passo”, acredita.
Com três genomas de referência, um passo seguinte é o chamado ressequenciamento. Para isso, serão usadas, inicialmente, amostras de posse da própria Embrapa que compreendem um período de desde 1972 até 2017. Mas é um trabalho sem fim, reconheceu Francismar. Como a cada ano são coletadas novas amostras de fungo, tendem a ser sequenciadas no futuro.
A diferença é que esse trabalho deve ficar mais rápido e menos custoso para os cientistas daqui para frente. A partir do DNA completo, podem ser definidos marcadores com os quais apenas parcelas mais relevantes ou que evidenciem uma determinada característica poderão ser identificadas e avaliadas.
“Eu posso fazer um sequenciamento sobre um possível local que está mudando. Por isso, todo ano recebemos amostras. É um trabalho sem fim. Como o fungo vai estar mudando, estaremos sempre amostrando e acompanhando essa evolução”, explicou.
Médio e Longo Prazo
O mapeamento do genoma do fungo causador da ferrugem da soja chega como um alento em um cenário de constante preocupação com a perda de eficiência dos mecanismos de controle da doença. A partir do conhecimento sobre o patógeno, associado ao que tem sobre a própria soja, cujo genoma já foi mapeado, a expectativa é de tornar mais eficiente o desenvolvimento de novas soluções, especialmente entre fungicidas e cultivares mais resistentes.
“Outras fases vão se desdobrar. Temos uma grande oportunidade através da obtenção do genoma. Buscaremos novos mecanismos de ação ou vamos entender se os atuais serão eficazes daqui cinco ou dez anos”, afirmou o líder de soluções para soja e algodão da Bayer para a América Latina, Rogério Bortolan, para quem os efeitos dessa pesquisa é sobre a sojicultura global.
Do ponto de vista de uma empresa como a Bayer, que atua nos segmentos de sementes e químicos, o conhecimento sobre o genoma da soja e de seu principal inimigo contribui para melhorar as decisões de investimentos, pontuou Bortolan. Será possível avaliar a possibilidade de interromper uma pesquisa com menor expectativa de sucesso e ter foco em outra mais promissora.
Já para uma instituição como a Embrapa, pode contribuir para o processo de melhoramento genético da soja. A pesquisadora Francismar Marcelino explicou que a planta tem uma capacidade de mutação bem menor que a do fungo. Logo, pela diferença de variabilidade genética, é menos capaz de desenvolver mecanismos de defesa do que seu inimigo de encontrar meios de ataque.
Sabendo de que forma o fungo ataca a planta, uma possibilidade é melhorar a variabilidade genética da soja e explorar seus mecanismos de resistência à ferrugem. Através da biotecnologia, com transgenia ou edição genômica, por exemplo, seria possível desenvolver variedades com melhor resposta de defesa.
“Se a gente conhece melhor o arsenal do fungo, por que não explorar novos variantes em outras espécies que possam reconhecer esses genes do fungo? Tem ‘n’ possibilidades que vamos implantar ao longo do tempo”, explicou.
“O sequenciamento do genoma era uma das metas do projeto da Embrapa com a Bayer. Foi uma grande conquista, mas não para por aqui. Temos que continuar explorando esses dados e tem muita coisa para fazer”, ponderou o chefe de pesquisa da Embrapa Soja, Ricardo Abdenoor.
Desta forma, nenhuma tecnologia nova desenvolvida a partir dessa pesquisa deve estar disponível para o produtor no campo antes de, ao menos, dez anos, reconhecem os especialistas. As possibilidades que essa descoberta traz para o futuro do controle da ferrugem da soja estão sendo avaliadas. E deve-se levar em conta também o tempo necessário para se desenvolver, registrar e obter a aprovação para uma nova semente ou químico.
“Bayer e Embrapa vão começar a trabalhar na pesquisa de novas soluções. Com esse tipo de informação, a gente consegue reduzir o tempo de pesquisa, mas tem a barreira regulatória”, pontuou Dirceu Ferreira Junior, do centro de expertise de Agricultura tropical da multinacional.
“A luz que isso (genoma) trouxe para o manejo da doença é fantástica. Temos condições de seguir nesse caminho com mais assertividade. Mas temos um longo caminho até conseguir novos resultados e mecanismos para controlar a ferrugem”, avaliou Maurício Meyer, fitopatologista da Embrapa Soja.
Identificada no Brasil em 2001, a ferrugem asiática da soja demanda custos de controle estimados em cerca de US$ 2 bilhões por safra. Pode causa perdas de até 80% em uma lavoura da oleaginosa. Atualmente, seu manejo da doença se concentra no que Meyer chamou de tripé: o cumprimento do vazio sanitário, o desenvolvimento de cultivares e controle químico com fungicidas.
Meyer não acredita em uma mudança desse sistema de manejo no curto prazo. E destacou que não adianta ter as melhores sementes e produtos químicos sem fazer o monitoramento constante da lavoura. “Precisamos manter a eficiência que nós temos hoje”, alertou.
Desde que a agricultura é praticada, o homem tem de lidar com desafios das mais diversas origens e epidemias na agricultura é uma delas. Adaptabilidade das culturas e condições climáticas adversas, dentre outros fatores, podem reduzir significativamente a produção. Para as culturas da bananeira e cacaueiro, no entanto, nenhuma ameaça é tão séria quanto o ataque de doenças fúngicas. Entretanto, essa não seria a primeira vez na história que nos deparamos com ameaças tão significativas causadas por patógenos na agricultura. Algumas epidemias marcaram a história por levar a consequências sociais desastrosas e até mudanças de hábitos e costumes de povos.
Epidemias históricas
A primeira e mais importante epidemia em plantas no mundo, foi a doença conhecida como requeima da batateira. No século XXVII, a batata era a base alimentar da Irlanda. Embora houvesse uma resistência inicial à adoção desta cultura considerada impura por ser produzida no chão e não mencionada na bíblia, o fato de produzir maior quantidade de alimento por área do que o cultivo de grãos, fez com que os produtores, em sua maioria extremamente pobres, cultivassem a batata como principal fonte alimentar, dependendo desta para o seu sustento e sobrevivência.
Por se tratar de uma espécie introduzida do ‘Novo Mundo’ na Europa, e, portanto, sem inimigos naturais ou patógenos, as batatas cresceram por muitos anos sem problemas sérios. As condições climáticas eram muito favoráveis e o excedente de produção era armazenado em covas rasas para serem utilizados de acordo com a necessidade do produtor. No ano de 1845, no entanto, o clima tornou-se um pouco mais úmido e frio durante várias semanas. As plantas, que até então eram vistosas começaram a apresentar aspecto queimado, apodrecido e finalmente mortas. Assim, os produtores fizeram o possível para colher as batatas e enterrá-las para utilização no próximo inverno.
A situação da epidemia se tornou-se caótica, no entanto, quando no inverno, ao desenterrar as batatas para alimentação, eles encontraram apenas massas sem forma e em decomposição. No ano de 1846, a situação se repetiu, de maneira que 80% da produção deste ano foi perdida, levando a 2 milhões de mortos por fome e um milhão de imigrantes. Este pesadelo ficou 16 anos sem uma explicação, até que no ano de 1861 Anton deBary atribui a requeima da batateira a um microrganismo semelhante a fungo, chamado de Phytophthora infestans, ou do latim “Destruidor de plantas infectante”.
Cacau x fungo Moniliophthora
Atualmente já consumimos mais cacau do que conseguimos produzir. O Brasil, que já foi o segundo maior produtor mundial do fruto é atualmente importador, respondendo no ano de 2018 por menos de 4% da produção mundial e 68% do que é consumido no Brasil.
Até a década de 1980, a região Sul da Bahia gozava de prosperidade econômica devido ao cultivo do cacau. A região respondia por 95% da produção nacional, com área plantada de mais 650 mil hectares. O Brasil era o segundo produtor mundial do fruto.
Essa prosperidade, no entanto, foi por terra em 1989 e anos subsequentes, quando a vassoura-de-bruxa, doença causada pelo fungo Moniliophthora perniciosa dizimou plantios de mais de 600 mil hectares, em 93 municípios da região, resultando em mais de 250 mil trabalhadores desempregados, que passaram a habitar em manguezais ao longo da costa Sul do estado. Grandes coronéis do cacau, que antes ostentavam cargos políticos de alto prestígio e gozavam de prosperidade econômica, suicidaram-se ao ter de lidar com a nova realidade, ao saberem da presença do fungo em suas lavouras.
O reflexo desta epidemia é sentido na região do cacau até os dias de hoje, da disparada da violência até a mudança de perfil na exploração das terras antes cultivadas com o fruto, que se orgulhavam em ser ambientalmente corretas pela convivência da cultura com mata nativa.
A região tenta até hoje recuperar-se desta epidemia, porém, outro importante fungo, denominado Moniliophthora roreri, chegou à Bolívia em 2018 ameaçando mais uma vez a cultura do cacau no Brasil. As autoridades sanitárias nunca estiveram tão preocupadas e consideram que a entrada desse fungo no nosso território seja apenas uma questão de tempo. O fungo reduz a produção em cerca de 30% mesmo quando medidas de controle são adotadas e para os casos em que não são, as perdas podem chegar a 100%.
Após o declínio da cacauicultura na Bahia, países Africanos como Costa do Marfim e Gana consolidaram-se como maiores produtores mundiais do fruto. Acontece que o nem o fungo Moniliophthora perniciosa e nem Moniliophthora roreri chegaram ao continente africano, fazendo com que as perspectivas futuras em relação à cultura sejam alarmantes.
Bananeira x fungo Fusarium
Nos últimos 20 anos cultivares de banana provenientes do grupo Cavendish, representam 95% de toda banana consumida no mundo. Porém, um patógeno fúngico, Fusarium oxysporum raça 4, descoberto em 1992 no Panamá infecta todas as cultivares deste grupo. O fungo foi detectado mais tarde na Ásia, se tornando a maior ameaça para as plantações da América do Sul e África. Acredita-se que em pouco tempo, o fungo chegará nestes continentes e afetará a produção de bananas em larga escala já que praticamente toda banana plantada atualmente é do grupo Cavendish.
Caso isso aconteça, podemos ter uma repetição do que já ocorreu no passado uma epidemia histórica. No início do século XX, a variedade de bananas conhecida como Gros Michel foi exportada do Caribe e América Central e plantada em diversas partes do mundo em áreas recém desmatadas. Por volta de 1890, foram feitos os primeiros relatos da doença Mal-do-Panamá, na Costa Rica, causado pelo fungo Fusarium oxysporum (raça 1). Isso fez com que o cultivo só fosse possível em novas áreas. Com o passar dos anos e indisponibilidade de áreas virgens, os custos com a produção aumentaram de tal maneira que, no final da década de 1950, as indústrias de exportação substituíram os plantios por variedades pertencentes ao grupo Cavendish que eram resistentes à raça 1 do fungo.
Atualmente, com a ameaça de uma nova raça do fungo à cultivares do grupo Cavendish a procura por cultivares resistentes tem sido constante, mas até o momento sem sucesso.
Perspectivas futuras
Diante do exposto, assistiremos à extinção destas culturas? A verdade é que desde a epidemia da requeima da batateira muita coisa mudou. O homem com seu entendimento sobre as ameaças conhecidas, pode e tem delineado medidas para lidar com possíveis epidemias. Essas medidas visam inicialmente evitar a disseminação dos patógenos, com medidas como o controle do transito de vegetais e suas partes. Além disso, a medida mais eficiente a fim de evitar futuras perdas é a utilização de materiais resistentes.
Essa estratégia tem sido adotada para o restabelecimento da cacauicultura no Sul da Bahia, pelo uso de porta enxertos resistentes à vassoura de bruxa. Um consórcio formado por vários países produtores de banana foi formado no ano de 2013, a fim de buscar alternativas à variedade Cavendish. Essas alternativas passam por técnicas como cultura de tecidos ou transgenia. Assim, os cientistas lutam contra o tempo em busca de alternativas para evitar a extinção destas culturas.
Pesquisadores de Rio Claro (SP) conseguiram bons resultados contra bactérias que atacam citros, maracujá e tomate.
Plantio de maracujá (Foto: Giselda Person)
Uma pesquisa da realizada na Unesp de Rio Claro (SP) comprovou que fungos coletados na Antártica podem combater doenças causadas por bactérias do gênero Xanthomonas na agricultura.
A pesquisa testou os fungos com sucesso para as bactérias Xanthomonas citri, Xanthomonas euvesicatoria e Xanthomonas axonopodis pv. passiflorae que causam o cancro cítrico, mancha bacteriana no tomate e bacteriose no maracujá, respectivamente. Há ainda estudos para doenças da mandioca e cana-de-açúcar.
A professora Daiane Cristina Sass, da Unesp de Rio Claro, investiga a ação de fungos contra bactérias que atacam a agricultura. (Foto: Arquivo pessoal)
“Esses organismos se desenvolvem em ambientes inóspitos e extremos, com poucos nutrientes, grande irradiação solar UV, frio excessivo e nós acreditamos que eles poderiam produzir compostos diferentes do que já é habitual justamente por estar em ambiente diferente”, a a professora Daiane Cristina Sass, coordenadora do projeto que tem apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).
Segundo a pesquisadora, alguns fungos foram eficientes para várias culturas, outros atuaram em apenas uma das bactérias testadas.
Cancro cítrico prejudicou pomar de laranjas em Matão (Foto: Thayna Cunha/ G1)
No caso do cancro cítrico, a equipe do departamento de Laboratório de Bioprodutos e Microbiologia testou 86 fungos que foram coletados no solo e no mar da Antártica entre 2013 e 2015. Desses, 29 deles tiveram ação comprovada contra Xanthomonas citri que causa a doença que atingiu 13% dos pomares de citros do estado de São Paulo, no ano passado.
A doença causa lesões nos frutos de laranja, limão e tangerina, prejudicando a sua aparência e as vendas no mercado in natura. Como não tem cura, os produtores utilizam pulverização de produtos à base de cobre para minimizar os seus efeitos.
“O principal método de combate ao cancro cítrico é a aplicação nos pomares de compostos de cobre. O lado negativo é que, mesmo em quantidades pequenas, com o uso prolongado o cobre pode se acumular nos frutos, no solo e nas águas, acabando por contaminar todo o meio ambiente. É por isso que buscamos novos compostos que sejam menos agressivos ao meio ambiente e menos prejudiciais ao ser humano”, afirma a professora Daiane Cristina Sass, coordenadora do projeto.
Alta eficiência
Grupo de pesquisa do Laboratório de Bioprodutos e Microbiologia. (Foto: Divulgação)
Em testes em laboratório, alguns extratos dos fungos chegaram a inibir em 98% a proliferação da bactéria. Agora, os pesquisadores querem descobrir os compostos que são responsáveis pela ação antibacteriana e assim deixá-los mais eficientes.
“No extrato temos vários compostos. Nós estamos isolando esses produtos, purificando para tirar o composto [responsável pelo controle da bactéria] do extrato e, provavelmente, ele terá uma atividade ainda maior”, afirmou Daiane.
De acordo com a pesquisadora, essa fase da pesquisa deve demorar um ano e meio, aproximadamente. Paralelamente, a equipe está realizando testes toxicológicos em células humanas. O mesmo também deverá ser feito para testar a toxidade dos fungos em insetos, como abelhas.
Os pesquisadores esperam patentear os compostos identificados e que eles sejam disponibilizados no mercado de defensivos agrícolas.
Fungos da Antártica
Fungos estavam em sedimentos retirados da Antártica durante as expedições do projeto Proantar. (Foto: Arquivo pessoal/ Lara Sette)
Os fungos testados fazem parte de um banco com mais de 1,5 mil fungos isolados de amostras de solo e de sedimentos marinhos coletados ao longo de quatro expedições do projeto Proantar.
Dos fungos estudados, 33 fungos foram isolados a partir de amostras coletadas em solo abaixo de madeira podre. Outros 53 vieram das águas da baía do Almirantado, na Ilha Rei George. Todos foram coletados pela equipe da professora Lara Durães Sette.
Professora Lara Sette em coleta de sedimentos na Antártica. (Foto: Arquivo pessoal/ Lara Sette)
“A Antártica ainda é um ambiente que propicia a gente obter novas espécies de fungos ainda não conhecidos pela ciência e temos alguns grupos que a gente vê que são associados a ambientes marinhos e ambientes frios”, explicou a professora que trabalha com a prospecção de enzimas adaptadas ao frio.
Além da agricultura, as aplicações desses fungos de ambiente gelado estão sendo estudadas também na indústria alimentícia e degradação de poluentes ambientais.
Como vimos na PARTE 1 (se não leu, clique aqui), a partir da demanda crescente de soluções na agricultura, foram criadas estratégias denominadas anti-resistência de fungos a fungicidas, que são formas de reverter o problema e evitar que a praga se torne mais forte.
Não utilizar fungicidas sistêmicos após o surgimento de uma epidemia
Quando uma doença atinge o grau máximo de severidade durante o ciclo de produção de uma cultura, chamada de epidemia, não é recomendado o uso de fungicidas, sobretudo os sistêmicos pois não serão eficientes no controle do problema, aumentam o custo de produção e elevam a pressão pela seleção dos fungos resistentes.
Os fungicidas protetores também devem ser evitados pois dificilmente surtirão efeito diante de uma situação dessa proporção. Nesse tipo de situação, deve-se aguardar o fim do ciclo de produção e o início de uma nova estação de cultivo, principalmente em culturas perenes.
Monitorar áreas de utilização de um produto sistêmico
Monitorar as áreas em que os fungicidas estão sendo empregados antes e depois da aplicação dos produtos é fundamental para o controle das doenças. Assim, quando for notado um aumento da população de fungos resistentes ao princípio ativo do fungicida, ainda haverá tempo para que as estratégias anti-resistência, como manejo de fungicidas e práticas culturais sejam adotadas sem que haja falta ou excesso de uso de fungicidas.
Realizar o manejo integrado de doenças
Devido ao aumento da resistência dos fungos aos fungicidas modernos, o manejo integrado de doenças (MID) surge como uma estratégia anti-resistência eficaz. Essas práticas são desejáveis do ponto de vista econômico, ecológico e também são relevantes para o controle da resistência na agricultura, quando disponíveis. Afinal, em alguns casos, nem todas as medidas de MID podem ser adotadas pelas mais diversas razões.
Utilizar produtos químicos com diferentes mecanismos de ação
A diversidade de fungicidas com diferentes mecanismos de ação é benéfica tanto para o meio ambiente quanto para evitar a resistência pois o uso de um mesmo princípio de ação por longos anos favorece a seleção dos indivíduos mais fortes. O ideal é rotacionar diferentes tipos de fungicidas, tanto sistêmicos como também os protetores que tenham a mesma finalidade mas, com mecanismo de ação diferentes, evitando a evolução da população de fungos.
Reduzir a freqüência de aplicação de fungicidas sistêmicos
Os fungicidas sistêmicos para o controle de uma doença devem ser aplicados apenas nos momentos críticos, ou seja, quando todas as condições são favoráveis para o desenvolvimento do patógeno. Para evitar a resistência aos fungos, o indicado é dar preferência aos fungicidas protetores ou com ação translaminar e também, quando possível, recorrer aos avisos fitossanitários, que são informações e recomendações de manejo de acordo com as condições climáticas da região sempre que possível.
A adoção de estratégias anti-resistência de fungos a fungicidas é algo urgente que se tornou prioridade na produção agrícola. Por isso, quanto antes for detectado o problema e o quanto antes essas medidas forem tomadas, maior a chance de evitar que os fungos se tornem mais fortes e resistentes, diminuindo também o risco de perdas econômicas e ambientais.
Matéria escrita por Janaína Campos,
Jornalista e Mestra em Extensão Rural
pela UFV
![[PARTE 2] 9 estratégias anti-resistência de fungos a fungicidas são prioridade na agricultura](https://agropos.com.br/wp-content/uploads/2018/08/tar-stain-disease-1728438_1280-1080x675.jpg)
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