Estudo publicado na Science Advances conseguiu modificar receptores imunológicos para reconhecer diferentes proteínas do fungo da brusone; doença surgiu no Brasil e pode causar perdas de até 100% em condições favoráveis
Uma das doenças mais destrutivas do trigo brasileiro acaba de ganhar uma nova frente de combate em laboratório. Pesquisadores conseguiram modificar molecularmente o sistema de reconhecimento do próprio trigo para fazê-lo identificar diferentes proteínas utilizadas pelo fungo da brusone durante a infecção.
O avanço foi publicado em 23 de setembro na revista científica Science Advances, em pesquisa conduzida por cientistas do John Innes Centre, no Reino Unido, em colaboração com a Kobe University, no Japão.
O trabalho demonstrou que uma classe de receptores imunológicos encontrada nos cereais pode ser bioengenheirada para ampliar o número de ameaças reconhecidas pela planta. Em alguns experimentos, os pesquisadores conseguiram criar receptores capazes de identificar mais de um alvo do fungo.
Para o Brasil, a descoberta possui peso especial.
A brusone do trigo foi registrada pela primeira vez no mundo no Paraná, em 1985, e hoje é considerada pela Embrapa uma das principais limitações fitossanitárias do trigo tropical no Brasil Central. Em situações extremamente favoráveis à doença, as perdas podem chegar a 100% em materiais suscetíveis.
A pesquisa ainda não criou uma cultivar comercial imune à brusone. O que ela mostra é outra possibilidade: redesenhar parte do sistema de defesa do cereal para dificultar a ação do fungo.
Como o fungo consegue driblar a defesa do trigo
Durante a infecção, fungos patogênicos liberam proteínas conhecidas como efetores.
Essas moléculas ajudam o microrganismo a interferir nas células da planta e estabelecer a doença. Em resposta, os vegetais possuem receptores imunológicos capazes de reconhecer determinados efetores e ativar mecanismos de defesa.
O problema é que essa relação funciona como uma corrida evolutiva.
O fungo muda e a planta precisa continuar sendo capaz de reconhecê-lo.
Quando uma população do patógeno desenvolve alterações que impedem esse reconhecimento, até genes de resistência bastante eficientes podem perder parte de sua eficácia.
Cientistas estudaram receptores presentes no trigo e na cevada
A equipe concentrou os experimentos em uma classe de proteínas denominada tandem kinase proteins, ou TKPs, que atua no sistema imunológico dos cereais.
Dois receptores foram avaliados:
- Rwt7, encontrado no trigo;
- Rmo2, presente na cevada.
Cada um reconhece diferentes efetores produzidos por linhagens de Magnaporthe oryzae, grupo ao qual pertence o fungo associado à brusone dos cereais.
O objetivo era entender exatamente como esses receptores identificam proteínas do invasor.
Pesquisa identificou onde o fungo se conecta ao receptor
Com técnicas de biologia estrutural e análises moleculares, os pesquisadores observaram como proteínas produzidas pelo fungo interagem com os receptores vegetais.
Os TKPs analisados possuem uma região conhecida como domínio HMA, responsável pela interação direta com determinados efetores do patógeno.
A equipe conseguiu identificar quais aminoácidos presentes nessa região controlam o reconhecimento.
Essa descoberta abriu espaço para uma etapa mais avançada: alterar propositalmente o receptor.
Defesa do trigo foi modificada para reconhecer novos alvos
Os cientistas modificaram resíduos específicos do domínio HMA e conseguiram alterar a especificidade dos receptores.
Mais importante, foram produzidos receptores com dupla especificidade, capazes de reconhecer diferentes proteínas do fungo.
A lógica pode ser comparada a uma fechadura.
O fungo possui diferentes “chaves” usadas durante a infecção. Normalmente, uma alteração nessa chave pode permitir que o patógeno deixe de ser reconhecido.
A engenharia molecular tenta criar uma fechadura capaz de reconhecer mais de uma chave ao mesmo tempo.
Quanto maior o número de caminhos independentes de reconhecimento, maior tende a ser a dificuldade para o fungo escapar simultaneamente de todos eles.
Próximo passo pode combinar diferentes mecanismos de resistência
Existe ainda outra possibilidade aberta pelo estudo.
Além dos TKPs, as plantas possuem uma importante classe de receptores chamada NLRs.
Segundo os pesquisadores, TKPs e NLRs provavelmente acionam a defesa vegetal por mecanismos diferentes. Isso permitiria futuramente empilhar genes das duas classes contra a mesma doença.
A estratégia busca tornar a resistência mais duradoura.
Se o fungo conseguir escapar de um sistema de defesa, ainda precisaria vencer outro mecanismo independente.
Ainda não existe um “supertrigo” resistente à brusone
Apesar do potencial da descoberta, os próprios resultados exigem cautela.
Os experimentos apresentados são provas de conceito.
A engenharia dos receptores foi realizada utilizando protoplastos, células individuais de trigo empregadas em testes laboratoriais.
O próximo passo é transferir esses mecanismos para plantas cultivadas em casa de vegetação.
Depois disso, ainda será necessário avaliar plantas inteiras, diferentes genótipos, ambientes e populações do patógeno antes de saber se o resultado observado nas células poderá produzir resistência eficiente no campo.
Não existe atualmente semente comercial resultante dessa tecnologia.
Por que a descoberta interessa especialmente ao Brasil
Poucas doenças agrícolas possuem uma relação histórica tão direta com o país.
O primeiro registro mundial de brusone em espigas de trigo ocorreu no Brasil em 1985. Depois, a doença se espalhou por outros países da América do Sul.
Em 2016, chegou a Bangladesh e posteriormente alcançou também regiões da África.
O que começou como um problema fitossanitário brasileiro tornou-se uma ameaça internacional ao trigo.
E o Brasil continua convivendo com a doença, principalmente nas regiões produtoras de trigo tropical.
No trigo tropical, perdas podem ser severas
A brusone é particularmente importante no Brasil Central.
A doença pode atacar diferentes partes da planta, mas os danos nas espigas são considerados os mais graves.
Quando o fungo infecta o ráquis, a parte localizada acima do ponto atingido pode apresentar branqueamento e morte, comprometendo o enchimento dos grãos.
As condições ambientais possuem papel decisivo.
Segundo a Embrapa, temperaturas próximas a 25°C favorecem o desenvolvimento da doença, enquanto períodos prolongados de molhamento elevam o risco de infecção.
Em situações altamente favoráveis e com cultivares suscetíveis, as perdas podem alcançar 100% da produção.
Brasil também busca trigo mais resistente no campo
Enquanto pesquisadores internacionais trabalham na engenharia de novos mecanismos imunológicos, a pesquisa brasileira procura identificar materiais mais resistentes entre cultivares já disponíveis.
A Rede de Ensaios Cooperativos para Resistência à Brusone da Espiga de Trigo, coordenada pela Embrapa Trigo, avaliou recentemente 20 cultivares em dez experimentos realizados em seis estados nas safras de 2024 e 2025.
Os ensaios foram realizados em áreas de:
- Mato Grosso do Sul;
- Minas Gerais;
- Paraná;
- Bahia;
- Distrito Federal;
- Alagoas.
O objetivo é identificar materiais com melhor comportamento diante da pressão da doença.
Isso reforça que o controle da brusone dificilmente dependerá de uma única tecnologia.
Manejo continua indispensável
Até que novas ferramentas genéticas estejam disponíveis comercialmente, o controle continua baseado na combinação de estratégias.
Para regiões com histórico de brusone, a Embrapa recomenda integrar cultivares com melhor nível de resistência, época adequada de semeadura e manejo químico quando as condições climáticas indicarem risco elevado da doença.
A escolha da época de plantio é importante porque interfere na possibilidade de o estágio mais sensível da cultura coincidir com períodos de alta umidade e temperaturas favoráveis ao fungo.
Estudos realizados no Brasil também mostram uma forte relação entre intensidade da brusone e perda de rendimento, com danos de produtividade que podem superar 70% em situações severas.
A genética, portanto, é uma ferramenta fundamental.
Mas não substitui o manejo.
O desafio agora é criar uma resistência que dure
Esse é um dos pontos centrais da nova pesquisa.
Criar uma planta resistente a determinada população de fungo é uma coisa.
Construir uma resistência capaz de permanecer eficiente enquanto o patógeno continua evoluindo é um desafio muito maior.
Por isso, o interesse nos receptores programáveis não está apenas em aumentar a resposta imunológica.
Está em multiplicar os caminhos que o fungo precisa superar para conseguir infectar a planta.
A combinação futura de receptores TKP modificados com receptores NLR é uma das possibilidades consideradas pelos pesquisadores.
Inteligência artificial também pode entrar nessa corrida
O estudo aponta ainda para outra fronteira tecnológica.
Ferramentas de inteligência artificial e melhoramento de precisão poderão ajudar cientistas a projetar novas configurações nos domínios responsáveis pelo reconhecimento de patógenos.
Na prática, a pesquisa vegetal começa a caminhar além da estratégia tradicional de apenas procurar genes resistentes existentes na natureza.
A nova possibilidade é também projetar receptores capazes de identificar ameaças específicas.
Isso não elimina o melhoramento convencional.
Pode acrescentar uma nova camada de ferramentas ao desenvolvimento de cultivares resistentes.
Uma doença descoberta no Brasil pode ajudar a mudar o melhoramento do trigo
Quatro décadas depois de ser identificada pela primeira vez em uma lavoura brasileira, a brusone do trigo já atravessou continentes.
O avanço publicado agora ainda está distante de chegar às sementes comerciais.
Mas demonstra que uma peça fundamental do sistema imunológico dos cereais pode ser modificada de forma racional para ampliar aquilo que a planta consegue reconhecer como ameaça.
Se esse princípio demonstrar eficiência posteriormente em plantas inteiras e nas condições reais de lavoura, poderá abrir uma nova estratégia contra uma das doenças mais agressivas do trigo.
Para o Brasil, a conexão é direta: o país onde a brusone do trigo foi registrada pela primeira vez está também entre os que mais podem se beneficiar de uma resistência mais duradoura contra o fungo.
ℹ️ Conteúdo publicado pela estagiária Ana Gusmão sob a supervisão do editor-chefe Thiago Pereira
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