Universidade chinesa realiza pesquisa inovadora para redução de ferrugem asiática

A soja é uma importante cultura de grãos e oleaginosas. Phakopsora pachyrhizi é um dos patógenos de plantas mais destrutivos deste século, causada por ela, pode levar a uma redução de 80% a 90% na produtividade da soja. Nos últimos anos, a ferrugem da soja apresentou um surto nas áreas produtoras de soja no sul e sudoeste da China. No entanto, as variedades comerciais de soja resistentes à ferrugem são atualmente escassas. A prevenção e o controle da ferrugem da soja dependem principalmente de defensivos químicos. Devido à rápida mutação dos fungos da ferrugem da soja no campo, a eficácia de alguns defensivos caiu drasticamente e a prevenção e o controle da ferrugem da soja enfrentam enormes desafios.

O silenciamento genético induzido por spray (SIGS) inibe a virulência de bactérias patogênicas sintetizando RNA de fita dupla (dsRNA) ou RNA de molécula pequena que tem como alvo os fatores de virulência de bactérias patogênicas e pulverizando-o na superfície das plantas. Os defensivos de ácido nucleico baseados na tecnologia SIGS são chamados de “a terceira revolução na história dos defensivos”. Eles são eficientes e verdes, proporcionando uma nova forma de prevenção e controle das doenças. Portanto, espera-se que a descoberta de novos alvos e o desenvolvimento da tecnologia SIGS criem novas estratégias para o controle da ferrugem da soja.

Durante a interação entre bactérias patogênicas e o hospedeiro, os efetores secretados pelas bactérias patogênicas são “armas” importantes para atacar o hospedeiro. Atualmente, existem precedentes para o desenvolvimento de fungicidas direcionados a efetores conservados. No entanto, o genoma dos fungos da ferrugem da soja é complexo (mais de 1 Gb de tamanho e cerca de 90% é uma sequência repetitiva), e o isolamento, a cultura e a manipulação genética de fungos parasitas vivos da ferrugem são difíceis, resultando em compreensão insuficiente da ferrugem da soja.

Recentemente, o JIPB publicou on-line um artigo de pesquisa intitulado “O perfil do transcriptoma de Phakopsora pachyrhizi revelou efetores de virulência co-expressos como possíveis alvos de RNAi para o manejo da ferrugem da soja” pelo grupo de pesquisa de Wang Yuanchao na Universidade Agrícola de Nanjing, este estudo esclareceu o ciclo de infecção do fungo da ferrugem da soja, mapeou o mapa de transcrição da infecção do fungo da ferrugem da soja, revelou a função de três efetores apoplásticos na supressão da imunidade do hospedeiro e projetou ácidos nanonucleicos direcionados aos efetores da  ocorrência de ferrugem da soja.

Primeiro, os pesquisadores conduziram a observação histológica do processo de infecção pela ferrugem com base na tecnologia de coloração, determinaram o período crítico da infecção pela ferrugem e dividiram o processo em três estágios, o estágio de penetração, parasitização e esporulação.

Posteriormente, a tecnologia do transcriptoma foi usada para conduzir RNA-seq em esporos do fungo da ferrugem da soja e amostras em diferentes estágios de infecção. Através do processo de controle de qualidade, os pesquisadores obtiveram dados de amostra de alta qualidade e, em seguida, conduziram a Análise de Rede de Correlação Ponderada (WGCNA), analisando e anotando 10 genes co-expressos por fungos da ferrugem da soja em vários estágios de infecção.

Através de análises adicionais de bioinformática, foi identificado que até 806 efetores também tinham características de co-expressão, e a expressão dos genes efetores e hospedeiros mostrou um fenômeno “bifásico” consistente. Após clonagem gênica e triagem funcional, foram identificados três efetores apoplásticos (efetores apoplásticos de P. pachyrhizi) conservados em diferentes cepas de ferrugem da soja, denominados PpAE1, PpAE2 e PpAE3 respectivamente. Todos os três efetores podem inibir respostas imunes, como necrose celular e explosão de espécies reativas de oxigênio causadas por PAMP.

Experimentos bioquímicos demonstraram ainda que três efetores são críticos para que os fungos da ferrugem da soja suprimam a imunidade das plantas e promovam a autocolonização. Por fim, os pesquisadores usaram simultaneamente PpAE1, PpAE2 e PpAE3 como alvos, sintetizaram dsRNA e carregaram com o nanomaterial quitosana e desenvolveram a tecnologia SIGS para silenciamento de genes, que inibiu significativamente a ocorrência de ferrugem da soja e proporcionou resistência da soja à ferrugem. Esta pesquisa é a primeira no país e no exterior a propor um novo conceito de criação de defensivos de ácido nucleico visando os efetores conservados dos fungos da ferrugem da soja.

Fonte: Agropages, publicado em 15/10/2024

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