Como é que o trigo se defende dos fungos
Novas abordagens para produzir variedades de trigo resistentes
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Os cereais têm uma resistência natural aos fungos patogénicos, mas o oídio, por exemplo, pode ultrapassar essa resistência. Uma equipa da Universidade de Zurique descobriu agora um novo mecanismo que permite ao oídio ultrapassar o sistema imunitário do trigo. Isto abre a porta ao desenvolvimento de variedades resistentes com um risco reduzido de quebra de resistência.
Os cereais são um dos alimentos de base mais importantes. Só o trigo fornece cerca de 20% do abastecimento de proteínas e calorias às populações de todo o mundo. No entanto, a sua produção é ameaçada por doenças das plantas, como o fungo do oídio do trigo. Uma alternativa sustentável à utilização de fungicidas é o cultivo de variedades de trigo geneticamente resistentes a este agente patogénico. No entanto, em muitos casos, isto não é eficaz a longo prazo porque o oídio evolui rapidamente e é capaz de ultrapassar qualquer resistência.
Explorar a resistência natural
Uma equipa do Departamento de Biologia Vegetal e Microbiana da Universidade de Zurique realizou agora estudos mais aprofundados para determinar como é que o fungo consegue infetar o trigo apesar da presença de genes de resistência. Os investigadores descobriram uma interação anteriormente desconhecida entre os factores de resistência do trigo e os factores de doença do oídio. "Esta compreensão mais profunda permite utilizar os genes de resistência de uma forma mais direcionada e prevenir ou retardar a quebra da resistência", afirma a investigadora de pós-doutoramento Zoe Bernasconi, uma das principais autoras do estudo, que acaba de ser publicado na revista Nature Plants.
O fungo do oídio produz centenas de proteínas minúsculas, designadas por efectores, que introduz nas células do hospedeiro. É aqui que ajudam a estabelecer uma infeção. As proteínas de resistência produzidas pelo trigo podem reconhecer diretamente alguns destes efectores. Isto desencadeia uma resposta imunitária que interrompe a infeção. No entanto, o fungo contorna frequentemente esta situação, modificando os efectores reconhecidos ou mesmo perdendo-os completamente.
O trigo é enganado pelo fungo de duas formas
A equipa de investigação identificou agora um novo efector do oídio (chamado AvrPm4) que é reconhecido pela conhecida proteína de resistência do trigo Pm4. No entanto, surpreendentemente, o fungo é capaz de ultrapassar a resistência mediada pela Pm4 - e consegue fazê-lo sem modificar ou perder o efector. O seu truque inteligente é que possui um segundo efector que impede o reconhecimento da AvrPm4. "Suspeitamos que a função do AvrPm4 é vital para a sobrevivência do fungo, e é por isso que este mecanismo invulgar se desenvolveu ao longo da sua evolução", diz Bernasconi.
O que é particularmente interessante é que o segundo efector tem uma função dupla. Não só impede o reconhecimento do primeiro efector AvrPm4, como também é reconhecido por outra proteína de resistência. "Isto significa que, ao combinar as duas proteínas de resistência na mesma variedade de trigo, pode ser possível atrair o fungo para um beco sem saída evolutivo, no qual já não consegue escapar à resposta imunitária do trigo", afirma o investigador de pós-doutoramento Lukas Kunz, outro autor principal do estudo.
Novas abordagens para produzir variedades de trigo resistentes
"Como agora conhecemos estes mecanismos e os factores patogénicos do fungo envolvidos, podemos tomar medidas mais eficazes para evitar que o oídio ultrapasse a resistência do trigo", afirma Beat Keller, o professor que dirigiu o grupo de investigação até se reformar no ano passado. Ao monitorizar o agente patogénico do oídio, seria agora concebível, por exemplo, utilizar variedades de trigo resistentes de forma direcionada em locais onde terão o máximo impacto.
Uma combinação inteligente de genes de resistência em novas variedades de trigo seria também uma opção. "Teoricamente, medidas como estas poderiam atrasar significativamente o desenvolvimento de novas estirpes de fungos patogénicos", diz Keller. A equipa já realizou as primeiras experiências promissoras em laboratório. Para isso, combinaram genes de resistência que desligam tanto o efector AvrPm4 como o segundo efector. Mas ainda não se sabe se esta abordagem irá funcionar no terreno.
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Publicação original
Zoe Bernasconi, Aline G. Herger, Maria Del Pilar Caro, Lukas Kunz, Marion C. Müller, Ursin Stirnemann, Megan A. Outram, Victoria Widrig, Matthias Neidhart, Jonatan Isaksson, Seraina Schudel, Sebastian Rösli, Thomas Wicker, Kyle W. Bender, Cyril Zipfel, Peter N. Dodds, Melania Figueroa, Javier Sánchez-Martín, Beat Keller; "Virulence on Pm4 kinase-based resistance is determined by two divergent wheat powdery mildew effectors"; Nature Plants, 2026-1-12
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