O trabalho é pioneiro no estudo da expressão gênica em grande escala voltado para a cultura do cupuaçu (Foto: Ronaldo Rosa)

Da Agência Embrapa de Notícias

Pesquisa da Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia (DF) avaliou como o cupuaçuzeiro (Theobroma grandiflorum) reage aos estágios iniciais da infecção por Moniliophthora perniciosa, fungo causador da vassoura de bruxa, doença que traz grandes prejuízos tanto para a cultura do cupuaçu como para a do cacau. Foram identificados genes da planta relacionados à sua resistência ou mesmo à sua suscetibilidade ao fungo.

Foto: Acervo pessoal

Conduzido pelas pesquisadoras Lucilia Helena Marcellino (foto à esquerda) e Loeni Ludke Falcão, o trabalho é pioneiro no estudo da expressão gênica em grande escala voltado para a cultura do cupuaçu. A pesquisa foi feita a partir do sequenciamento de alta profundidade do transcritoma da planta, particularmente de uma parte que é alvo do ataque do patógeno: as regiões meristemáticas presentes nas pontas dos galhos.

Transcritoma é o conjunto completo de transcritos (RNAs mensageiros, RNAs ribossômicos, RNAs transportadores e os microRNAs) de um dado organismo, órgão, tecido ou linhagem celular. A análise de transcritoma é uma ferramenta poderosa para estudar a expressão gênica, e ao examinar os RNAs mensageiros (mRNAs), os cientistas podem desvendar os mecanismos moleculares que determinam os diferentes processos biológicos em curso.

Foto: Acervo pessoal

Os resultados da pesquisa representam um avanço no entendimento da interação entre o cupuaçuzeiro e o fungo causador da vassoura-de-bruxa, abrindo novas perspectivas para o desenvolvimento de tecnologias que impulsionem a produção sustentável de cupuaçu no Brasil. “Diferentemente do cacau, que já conta com um volume considerável de pesquisas, o cupuaçu ainda possui um grande potencial a ser explorado, especialmente no que diz respeito ao desenvolvimento de cultivares resistentes e ao controle de doenças”, assinala Falcão (foto à direita).

Foi o sequenciamento de alta profundidade do transcritoma do cupuaçuzeiro, ao gerar um vasto banco de dados, que permitiu a identificação de genes relacionados à resposta à infecção por M. perniciosa. Foram registrados milhares de genes expressos tanto em plantas suscetíveis como nas resistentes. “Por meio da análise bioinformática desses dados, foi possível identificar genes relacionados à resposta imune da planta, ao metabolismo secundário e ao crescimento”, explica Lucilia Marcellino.

Essa informação detalhada sobre a interação planta-patógeno é fundamental para o desenvolvimento de novas estratégias de controle da doença, como a criação de marcadores moleculares para a seleção de plantas resistentes, a identificação de alvos para o desenvolvimento de fungicidas, bem como a identificação de genes envolvidos na resistência e suscetibilidade à doença.

“Nossa pesquisa é um trabalho básico, que pode ajudar os melhoristas no desenvolvimento de plantas resistentes à doença e disponibilizar genes de interesse para estudos de função. Alguns desses genes, inclusive, foram inseridos no tomate Micro-Tom, uma planta-modelo para estudos com o fungo. Isso permitirá um estudo mais aprofundado sobre a função e potencial uso dos genes”, afirma Falcão.

Em outra frente, Marcellino conta que está em andamento um trabalho em parceria com a Embrapa Agricultura Digital (SP) que visa sintetizar uma molécula capaz de inibir o fungo, ao se ligar a uma proteína presente no microrganismo. A expectativa é de que a tecnologia seja capaz de controlar tanto a M. perniciosa como a M. roreri. Essa última, uma praga quarentenária que já está entrando no Brasil.

Foto: Lucilia Marcelino (inoculação com patógeno)

“A obtenção de plantas que aliem resistência, boa produção e qualidade de fruto é essencial para o desenvolvimento da cultura. Entretanto, o menor conhecimento a respeito da genética molecular do cupuaçuzeiro é um gargalo para o desenvolvimento de plantas com essas características; daí a importância dessa pesquisa”, declara Marcellino.

Foto: Lucilia Marcelino

Por que “vassoura-de-bruxa”?

O foco do trabalho foi entender os processos no início da infecção pela Moniliophthora perniciosa. As pesquisadoras relatam que, nessa fase, o patógeno infecta a área intercelular de certos tecidos, causando crescimento anormal de galhos, devido à sua capacidade de manipular molecular e metabolicamente a planta.

“O fungo provoca o desenvolvimento de galhos laterais, o que resulta em uma estrutura parecida com uma vassoura [daí o nome vassoura de bruxa]. Além disso, a planta é induzida a enviar grandes quantidades de nutrientes para esses galhos, que acabam se tornando muito maiores e mais vigorosos do que os outros”, explica Falcão.

Após aproximadamente 30 a 60 dias de infecção, ocorre uma reação natural e o galho infectado morre, porém não se desprende da árvore. Nesse estágio, a M. perniciosa sai da fase biotrófica e vai para uma fase necrotrófica, na qual as ramificações do fungo (micélio) crescem abundantemente. “Aquele galho bonito e vigoroso, que o fungo fez a planta produzir, se torna alimento para ele por um longo período”, destaca a pesquisadora.

Além disso, segundo ela, nessa situação, o microrganismo permanece com menor concorrência de outros fungos e bactérias do solo (pois o galho não cai da planta), além de conseguir espalhar seus esporos com muito mais facilidade, com a ajuda do vento. Trata-se de uma doença de difícil controle, que demanda o uso de poda fitossanitária, de fungicidas e de plantas com maior resistência.

Participantes do estudo

O estudo contou com a parceria da Embrapa Amazônia Oriental (PA) e outras instituições, como a Universidade Estadual de Santa Cruz (Uesc), na Bahia, a Universidade de Brasília (UnB), do Centro francês de Cooperação Internacional em Pesquisa Agronômica para o Desenvolvimento (Cirad) e a Comissão Executiva do Plano da Lavoura Cacaueira (Ceplac – Pará).

*Texto produzido por Eduardo Pinho, da Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia.

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