2009-02-20

Subject: Genes de trigo podem ajudar nas epidemias fúngicas

 

Genes de trigo podem ajudar nas epidemias fúngicas

 

 

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À medida que agricultores de todo o mundo seguem ansiosamente a marcha de de um mortífero fungo laranja através dos seus campos de trigo, dois grupos de investigadores relatam progressos na batalha contra esta praga: a clonagem de dois genes que combatem o fungo.

Ambos os genes combatem uma vasta gama de ferrugens, incluindo vários tipos de ferrugem riscada Puccinia striiformis e ferrugem das folhas P. triticina. Os genes podem ser encontrados em algumas variedades de trigo selvagem e pode ser colocada nas variedades comerciais, mas isso pode ser um processo árduo que demore vários anos. Saber onde os genes estão e precisamente onde estão localizados no genoma pode acelerar as coisas significativamente, dizem os cientistas.

Os resultados são notícias muito bem vindas na corrida dos patologistas vegetais para se armarem contra a actual epidemia de ferrugem do caule P. graminis causada por uma estirpe recentemente surgida chamada Ug99. A epidemia foi isolada pela primeira vez no Uganda e tem-se espalhado em direcção ao Irão. Daí, os patologias acreditam que os ventos podem levar os esporos do Ug99 até à Índia e, eventualmente, até à China.

Entretanto, novos tipos de ferrugem riscada que conseguiram ultrapassar as defesas das variedades comerciais desencadearam uma epidemia diferente nos Estados Unidos. "É espantoso que ainda estejamos a combater nesta batalha e estamos a perder", diz Jorge Dubcovsky, geneticista vegetal na Universidade da Califórnia, Davis, que liderou um dos estudos.

Um problema é que os produtores tradicionalmente dependem dos genes de resistência às doenças que são muito eficientes mas apenas contra um gama muito restrita de ferrugens. Estas defesas têm por alvo uma molécula específica produzida pelo fungo e, com o tempo, o fungo evolui de forma a modificar a molécula ou a nem precisar dela.

Cada vez mais, os produtores se estão a virar para uma classe de gene de defesa com um espectro de resistência maior. Um desses genes, chamado Lr34, tem combatido as ferrugens das folhas e riscada e algumas formas de trigo cultivado no último século. "Tem provado ser duradouro", diz James Kolmer, patologista vegetal do US Department of Agriculture de St Paul, Minnesota. "Já foi exposto a tantas ferrugens em muitos ambientes durante um período de tempo longo e ainda não vimos qualquer sinal de selecção de virulência contra esse gene."

O Lr34 também se tornou um componente chave dos programas de produção de trigo destinados a distribuir novas variedades aos países em vias de desenvolvimento mas apesar da sua história venerável, os investigadores não foram capazes de isolar o gene ou perceber como confere resistência às doenças fúngicas.

Esta semana na revista Science, Beat Keller, da Universidade de Zurique, Evans Lagudah, da Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation de Camberra, Austrália, relatam finalmente o isolamento do Lr34. O gene codifica uma proteína semelhante aos transportadores moleculares implicados na resistência a medicamentos. 

 

A equipa especula que as proteínas transportam os metabolitos que impedem o crescimento dos fungos no local da infecção. Alternativamente, a expressão do Lr34 pode acelerar o envelhecimento das folhas, deixando o fungo (que precisa de um hospedeiro vivo) menos tempo para estabelecer a infecção.

Dubcovsky descobriu o segundo gene de resistência há vários anos em resultado de trabalhos em trigo selvagem que tem grãos com um conteúdo proteico invulgarmente alto. Durante testes no trigo, ele notou que era mais resistente à infecção por ferrugens que estirpes com conteúdo proteico normal. O gene que levou ao aumento do teor proteico estava localizado perto de outro, o Yr36, que aumentava as defesas contra todos os tipos de ferrugens riscadas conhecidas.

Dubcovsky relata agora que o gene Yr36 codifica uma proteína que pode activar uma cascata de sinalizadores proteicos em resposta a lípidos, talvez produzidos pelo fungo ou pela planta ao ser infectada.

Nem o Yr36, nem o Lr34 podem proteger completamente o trigo contra as infecções. Num estudo, trigo infectado com apenas o gene Lr34 tinha ferrugem riscada em 60% das folhas superiores, diz Dubcovsky. Em trigo apenas com o gene Yr36, 90% das folhas tinham ferrugem. No entanto, em plantas com ambos os genes, apenas 5% das folhas tinham o fungo. Dubcovsky já criou linhagens que transportam ambos os genes e começou a distribui-las aos agricultores.

Um efeito sinérgico entre genes semelhante também pode ser útil na luta contra o Ug99, diz Lagudah. Ainda que o Lr34 sozinho não ofereça resistência aumentada ao fungo, os investigadores descobriram que o gene pode aumentar a resistência já presente em algumas variedades. Lagudah diz que os produtores estão a tentar seguir este caminho na esperança de criar variedades resistentes ao Ug99.

Todas estas abordagens irão depender dos métodos tradicionais de selecção artificial pois a relutância pública em relação aos transgénicos provavelmente vão impedir a utilização de engenharia genética. 

 

 

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