Um fungo de café mortal de 70 anos foi trazido de volta à vida por cientistas – aqui está o porquê

Esporos de fungos que causam a doença da murcha do café. crédito: kaby

Os pesquisadores reativaram amostras do fungo que causa a murcha do café para descobrir como a doença se desenvolveu e como sua disseminação poderia ser evitada.

A murcha do café é causada por um fungo que causou um surto devastador desde a década de 1920 na África subsaariana e atualmente afeta dois dos cafés mais populares da África: Arábica e Robusta.

“Se pudermos entender como novos tipos de doenças evoluem, podemos fornecer aos agricultores o conhecimento de que precisam para reduzir o risco do surgimento de novas doenças”. – Lily Beck

A nova pesquisa mostra que o fungo provavelmente aumentou sua capacidade de infectar as plantas de café ao obter genes de um fungo intimamente relacionado, que causa murcha em uma ampla variedade de culturas, incluindo o mal do Panamá em bananas.

Os pesquisadores dizem que esse conhecimento pode ajudar os agricultores a reduzir o risco de surgimento de novas cepas de doenças, por exemplo, não plantando café com outras safras ou evitando o acúmulo de resíduos de plantas que podem abrigar fungos relacionados.

soluções sustentáveis

equipe de pesquisa de Universidade Imperial de Londres, O Universidade de Oxforde a organização agrícola sem fins lucrativos CABI, também afirmam que estudar espécimes históricos na coleção de culturas do CABI pode fornecer uma grande variedade de insights sobre como as doenças das plantações se desenvolvem e encontrar novas maneiras sustentáveis ​​de combatê-las. O estudo foi publicado hoje em BMC genômica.

A primeira autora do estudo, Lily Beck, ensina Ciência e Soluções para uma Parceria de Treinamento de PhD em um Planeta em Mudança no Grantham Institute e no Departamento de Ciências da Vida em Imperial. Ela disse: “O uso de quantidades crescentes de produtos químicos e fungicidas para combater doenças emergentes nas plantações não é sustentável nem acessível para muitos agricultores.

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“Se, em vez disso, pudermos entender como novos tipos de doenças evoluem, podemos fornecer aos agricultores o conhecimento de que precisam para reduzir o risco de surgimento de novas doenças.”

Variedades especiais de café

A equipe reanimou amostras refrigeradas do fungo que causa a doença da murcha do café. Ocorreram dois surtos graves da doença, nas décadas de 1920 e 1950 e entre os anos 1990, e continua a causar danos.

Por exemplo, em 2011, 55.000 pés de café Robusta foram mortos por murcha na Tanzânia, destruindo 160 trilhões de cafés no processo – o equivalente a mais de 22 milhões de xícaras de café.

doença da murcha do café

A planta do café foi morta pela doença da murcha do café. crédito: kaby

No início de um surto na década de 1920, a doença da murcha do café infectou uma ampla gama de cultivares de café e acabou sendo controlada na década de 1950 por meio de práticas de manejo, como queima de árvores infectadas, busca de resistência natural no café e programas de melhoramento que variedades de plantas mais resistentes selecionadas.

No entanto, a doença reapareceu na década de 1970 e se espalhou amplamente durante a década de 1990. Dois grupos distintos de doenças foram identificados, cada um infectando tipos específicos de café: um infecta o café Arábica na Etiópia e o outro infecta o café robusta na África Oriental e Central. A equipe queria investigar como as duas cepas surgiram.

Troca de genes

Em um laboratório seguro do CABI, eles despertaram duas cepas do surto original, coletadas na década de 1950 e depositadas na coleção CABI, e duas das duas cepas de fungos específicos do café, a mais recente de 2003. Então o fizeram. Ele sequenciou e examinou os genomas dos fungos DNA Para evidências de mudanças que poderiam ajudá-los a atingir esses cafés específicos.

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Eles descobriram que fungos novos e diversos têm genomas maiores do que as cepas anteriores e identificaram genes que podem ajudar os fungos a superar as defesas das plantas e sobreviver dentro das plantas para causar doenças.

Esses genes também são muito semelhantes aos de um cogumelo diferente, intimamente relacionado, que afeta mais de 120 safras diferentes, incluindo bananas na África subsaariana, causando a doença do Panamá, que atualmente destrói a espécie mais comum hoje, a banana Cavendish. . .

Embora as cepas desse fungo que infecta a banana sejam conhecidas por serem capazes de trocar genes, conferindo a capacidade de infectar novas variedades, a transferência potencial de seus genes para diferentes espécies de fungos nunca foi vista antes.

No entanto, a equipe observou que as duas espécies às vezes vivem muito perto das raízes do café e da bananeira, então é possível que o fungo do café tenha adquirido esses genes benéficos de seu vizinho natural baseado na banana.

Café e banana costumam ser cultivados juntos, pois os pés de café gostam da sombra que as bananeiras mais altas fornecem. Os pesquisadores dizem que seu estudo pode indicar que não plantar colheitas com doenças intimamente relacionadas, como banana e café, pode reduzir a probabilidade de surgimento de novas cepas do fungo destruidor do café.

a evolução dos surtos

Os pesquisadores agora estão usando as cepas reativadas para infectar o cafeeiro em laboratório, a fim de estudar exatamente como o fungo infecta a planta, o que pode fornecer outras formas de prevenir a propagação da doença.

“Nosso objetivo é replicar este estudo de muitos patógenos de plantas e, finalmente, criar um ‘livro de regras’ de como a patogenicidade evolui, ajudando-nos a prevenir surtos futuros sempre que possível.” – Professor Timothy Barclau

As idéias também podem ser aplicadas a plantas de diferentes safras, onde outros patógenos de plantas intimamente relacionados podem dar saltos semelhantes, fazendo com que novas doenças surjam. Tendo demonstrado o valor do exame de amostras históricas de doenças de plantas, a equipe planeja repetir o estudo com outras doenças armazenadas na coleção CABI, que hospeda 30.000 amostras coletadas em todo o mundo nos últimos 100 anos.

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O pesquisador principal, Professor Timothy Barclau, do Departamento de Zoologia de Oxford e do Departamento de Ciências da Vida de Imperial, disse: “A abordagem histórica nos mostra o que acontece com os patógenos de plantas antes e depois que ocorre um novo surto de doença. Podemos então estudar os mecanismos de evolução e melhorar as previsões sobre como surtos semelhantes podem ocorrer no futuro.

“Nosso objetivo é replicar este estudo de muitos patógenos de plantas e, finalmente, criar um ‘livro de regras’ de como a patogenicidade evolui, ajudando-nos a prevenir surtos futuros sempre que possível.”

Referência: “A genômica histórica revela mecanismos evolutivos por trás de vários surtos da doença hospedeira da murcha do café Fusarium xylarioides” por Lily de Beek, Robin W. Noel, Julie Flood, Matthew Ryan e Timothy J. Baraclaw, 4 de junho de 2021 e BMC genômica.
DOI: 10.1186 / s12864-021-07700-4

Annaliese Franke

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