Pesquisadores desenvolvem método genômico de monitoramento da resistência a defensivos agrícolas

Os agricultores dependem de agroquímicos para controlar pragas agrícolas. Mas os insetos muitas vezes desenvolvem resistência aos defensivos. Pesquisadores da Universidade de Maryland pesquisaram e testaram uma estratégia para usar um método genômico para monitorar e identificar precocemente a resistência a toxinas específicas, muito antes de se tornar um problema generalizado. O trabalho permitirá aos agricultores suavizar a resistência e prolongar a eficácia das ferramentas de gestão de pragas.

De acordo com Megan Fritz, professora associada de entomologia na UMD e autora sênior do estudo, a segurança alimentar global e a proteção da saúde pública dependem da disponibilidade de estratégias eficazes para gerir as pragas, mas na situação atual, a evolução da resistência entre muitas pragas de importância agrícola e de saúde pública estão ultrapassando o ritmo a que se pode descobrir novas tecnologias para gerenciá-los. Fritz afirmou “Estou muito entusiasmada com este estudo, porque estamos desenvolvendo o quadro para a utilização de abordagens genômicas para monitorizar e gerir a resistência em qualquer sistema.”

Durante muitos anos, os agricultores têm plantado milhos transgênicos que são inofensivos para os seres humanos, mas tóxicos para muitas pragas, incluindo a lagarta voraz e prejudicial às colheitas, conhecida como lagarta da espiga do milho. Essa lagarta da espiga do milho desenvolveu uma resistência generalizada a algumas toxinas e não está claro como os agricultores podem prolongar a eficácia das outras toxinas, em grande parte porque é difícil monitorizar e identificar a resistência que surge antes que seja tarde demais.

Em um artigo de 2021, Fritz e a sua equipe mostraram que ferramentas genômicas poderiam ser usadas para detectar sinais de que a resistência estava evoluindo em vermes da espiga do milho, quatro anos antes do inseto ser capaz de causar um fracasso generalizado nas culturas.

Mas as abordagens utilizadas pela equipe eram mais adequadas para a investigação do que para a utilização geral na agricultura, porque exigiam duas experiências separadas, uma para distinguir as alterações genômicas ligadas a resistência as toxinas e outra associada a diversos fatores, como as alterações ambientais.

Para este estudo, os pesquisadores modificaram a sua estratégia e identificaram as alterações genômicas específicas responsáveis ​​pela resistência a múltiplos tipos de toxinas chamadas toxinas Bt. O verme da espiga do milho desenvolveu amplamente resistência a duas das três toxinas Bt, Cry1Ab e Cry1F. A terceira toxina, conhecida como Vip3A, é a única toxina Bt que permanece eficaz contra a lagarta da espiga do milho.

Para testar sua nova estratégia, os pesquisadores primeiramente sequenciaram os genomas da lagarta da espiga do milho coletada do milho que expressava apenas toxinas Cry individuais e os compararam com aqueles coletados do milho que não expressava a toxina.

Eles descobriram que os modelos genômicos de resistência a toxinas poderiam ser detectadas após apenas uma única geração de exposição. A equipe também identificou genes específicos com mutações que poderiam explicar a resistência as toxinas.

A pesquisadora e sua equipe usaram então a mesma abordagem de sequenciamento do genoma para identificar alterações na lagarta da espiga do milho coletada do milho que expressou a toxina Vip3A. Eles não apenas identificaram sinais de alerta precoce de resistência emergente ao Vip3A, mas também descreveram como estratégias comuns para prevenir a resistência que poderiam facilitar a resistência ao Vip3A.

O milho que não expressa Bt é frequentemente plantado perto do milho Bt, para que a lagarta da espiga do milho tenha um refúgio das toxinas Bt. Acreditava-se que a lagarta da espiga do milho alimentando-se de milho não Bt não seria exposta ao Vip3A e, portanto, manteria sua suscetibilidade a ele. Isso permitiria que a lagarta da espiga do milho suscetível persistisse e se multiplicasse em maior abundância do que a lagarta da espiga do milho resistente. A ideia é que esta estratégia previne ou retarda o desenvolvimento de resistência em uma população de lagartas da espiga do milho.

No entanto, a equipe de Fritz descobriu que o milho não-Bt plantado dentro de quatro fileiras de milho Bt expressa algum nível de toxinas Bt, incluindo Vip3A. Isto provavelmente se deve à polinização eólica que faz com que o pólen Bt caia sobre o milho não-Bt. À medida que crescem, alguns grãos não-Bt são “contaminados” e expressam a toxina Vip3A. Os resultados da equipe sugerem que o interplantio de milho não-Bt com milho Bt para prevenir a resistência, às vezes chamado de “refúgio misturado com sementes”, pode de fato expor as lagartas a baixos níveis de Vip3A e acelerar o surgimento de resistência a Vip3A.

O trabalho da pesquisadora Frti indica que a verdadeira prevenção da resistência pode exigir mudanças de estratégias, tanto na forma como o milho Bt é plantado, como na forma como a resistência é monitorada. Esse estudo oferece uma estrutura de testes genômicos para monitorar o sucesso da prevenção da resistência no futuro.

Fonte: Agropages, publicado em 19/03/2024

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