A Embrapa e demais integrantes do Consórcio Internacional do Genoma da Ferrugem da Soja comemoram os avanços obtidos com o sequenciamento e montagem do genoma de três amostras (dois isolados obtidos no Brasil e um no Uruguai) do fungo P. pachyrhizi, causador da ferrugem asiática. O trabalho dá algumas pistas sobre uma das características mais desafiadoras do microrganismo: sua alta variabilidade, que o faz se adaptar rapidamente e contornar diferentes medidas de controle. O estudo foi publicado na revista Nature Communications.
Thank you for reading this post, don't forget to subscribe!a féeructo asiático da soja é um dos principais desafios fitossanitários da cultura, pois o fungo consegue se adaptar às estratégias de controle, seja perdendo a sensibilidade a fungicidas, seja quebrando a resistência genética presente nas cultivares de soja. “A disponibilização do genoma de referência do fungo é fundamental para o avanço no conhecimento da biologia e dos fatores envolvidos na adaptabilidade desse fungo, com o objetivo de acelerar o desenvolvimento de novas estratégias de controle”, relata o pesquisador Francismar C. Marcelino-Guimarães, da Embrapa Soja, uma das autoras do artigo.
A pesquisadora explica que o conhecimento detalhado sobre a função do genoma de referência do fungo é fundamental para entender os fatores envolvidos na adaptabilidade desse fungo e que dificultam seu controle. “Verificamos que cerca de 93% de seu genoma é formado por sequências repetitivas de DNA (chamadas de transposons), que são fragmentos de DNA capazes de ‘pular’ ou mudar de posição no genoma, o que pode contribuir para sua alta variabilidade. “Pudemos observar que alguns desses transposons se tornam ativos no fungo, saltando para o genoma durante a infecção, principalmente nas primeiras horas de contato com o hospedeiro. Eles se tornam ativos entre 24 e 48 horas após a infecção com outros genes essenciais para o sucesso da infecção, que agem suprimindo as respostas de defesa da planta, conhecidas como efetores”, detalha.
No estudo, também foi possível identificar o conjunto completo de efetores do fungo, compartilhados entre as três amostras, incluindo aqueles ativos ou expressos em momentos cruciais da infecção. Alguns desses efetores foram caracterizados na Embrapa Soja, mostrando sua ação ou forma de ataque ao hospedeiro durante o parasitismo. “Entender as estratégias de ataque do patógeno é fundamental para o desenvolvimento de medidas de controle”, afirma o pesquisador.
Guimarães revelou ainda que, com base no genoma disponível, estudos genômicos comparativos com outras espécies diferentes de fungos também revelaram particularidades adaptativas baseadas na contração ou expansão de famílias gênicas. “Ao comparar o genoma do patógeno da ferrugem com o de outras 14 espécies de fungos, identificamos que a perda de genes é mais frequente em P. pachyrhizi. Essa característica explica sua alta dependência do tecido vegetal do hospedeiro vivo, visto que, em alguns processos biológicos, o patógeno é totalmente dependente do hospedeiro”, relata ao explicar que conhecer os processos e elementos-chave envolvidos no parasitismo é fundamental para desenvolver uma planta hospedeira menos atraente ou mais tolerante ao fungo.
A importância do banheiro
As estratégias de manejo estão centradas em práticas como o vazio sanitário, período em que o campo fica pelo menos 90 dias sem plantas vivas de soja. A prática reduz o inóculo do fungo. Em junho, começa o vazio sanitário em alguns estados produtores. O calendário completo.
Além disso, outras estratégias para fugir da doença são: uso de cultivares com ciclo precoce e semeadura no início da época recomendada, adoção de cultivares resistentes, respeito ao calendário de semeadura e uso de fungicidas.
Segundo o pesquisador, também foi observada a ocorrência de famílias gênicas estendidas – envolvidas na produção de energia e no transporte de nutrientes – o que pode indicar uma flexibilidade em seu metabolismo e na aquisição de nutrientes. “Entender o estilo de vida desse parasita, em nível molecular, é importante para identificarmos os genes que são essenciais durante o parasitismo na soja e, portanto, essenciais para a aquisição de nutrientes e sobrevivência do fungo”, explica.
Tais genes podem ser utilizados para o desenvolvimento de estratégias de controle, via edição gênica ou transgenia, por exemplo, pois podem comprometer processos vitais como o parasitismo. “Estudos realizados na Embrapa também testaram a eficácia do silenciamento de genes fúngicos essenciais, demonstrando o potencial dessa estratégia na redução da gravidade da doença”, revela.
A análise do genoma também mostrou um alto nível de diferenças (heterozigosidade) entre os dois núcleos que compõem o genoma fúngico. “Essa característica indica a ausência de recombinação entre eles, confirmando a disseminação ou reprodução assexuada do fungo na América do Sul.
entender mais
DNA
A chave para entender o comportamento e a evolução das espécies está no genoma, o conjunto de informações genéticas de um organismo. O genoma tem a missão de coordenar o funcionamento das células – construindo, reconstruindo e gerenciando a atividade dos indivíduos. Por outro lado, os genes representam trechos funcionais desse genoma, relevantes para o funcionamento biológico.
ferrugem asiática da soja
A ferrugem asiática da soja é a principal doença da cultura desde sua identificação na década de 2000. A doença pode levar a perdas de até 80% se não for controlada, enquanto os custos de manejo para os agricultores só no Brasil ultrapassam US$ 2 bilhões por safra. O fungo é capaz de se adaptar às estratégias de controle, seja perdendo a sensibilidade aos fungicidas, seja quebrando a resistência genética presente nas cultivares de soja, de forma que o número de soluções práticas para o controle da doença ainda é limitado.
Consórcio Internacional do Genoma da Ferrugem da Soja
Entre 2019 e 2021, o consórcio internacional de pesquisa ASR Genome Consortium, disponibilizou publicamente o sequenciamento e montagem do genoma de referência de três isolados de P. pachyrhizi, cujos dados estão disponíveis publicamente para a comunidade científica.
O consórcio internacional é formado por 12 instituições públicas e privadas: a Embrapa, as universidades alemãs de Hohenheim e a Technical University of North Rhine-Westphalia em Aachen (Rwth Aachen University), o National Institute for Agricultural Research (Inra-France) e o University of Lorraine (França), além do Joint Genome Institute (JGI, EUA), 2Blades Foundation, Bayer, Keygene, Sainsbury Laboratory (Reino Unido), Syngenta e a Universidade Federal de Viçosa (Brasil).
