Pesquisadores analisam atuação de bactéria no combate à ferrugem do café

De acordo com um artigo publicado na revista BMC Microbiology, novo estudo analisou o potencial de uma bactéria para o controle biológico do fungo Hemileia vastatrix, causador da ferrugem do café, doença que é um grande desafio para muitos cafeicultores, entre eles os brasileiros.

Os sintomas da ferrugem são manchas amarelas como marcas de queimadura nas folhas da planta. A doença prejudica a fotossíntese, fazendo a folhagem murchar e impedindo que as cerejas cresçam até que a árvore pareça um esqueleto. É normalmente controlada pelo uso de pesticidas à base de cobre, que podem ter efeitos adversos no meio ambiente.

"Trata-se de um estudo de ciência básica, em que nos propusemos a entender o comportamento das bactérias que habitam as folhas do cafeeiro. Antes de tudo, existem vários compostos que são prejudiciais às bactérias e podem ser usados para atacá-las", disse Jorge Maurício Costa Mondego, autor do artigo. "Em segundo lugar, as folhas são ambientes que sofrem pressões ambientais significativas, como a luz do sol e a chuva. Queríamos entender como as bactérias que vivem nas folhas do café podem resistir tanto aos compostos produzidos pelo cafeeiro quanto aos estresses da chuva e do sol", completou.

O estudo também abordou os desafios da ciência aplicada. Os pesquisadores decidiram descobrir se as bactérias que habitam as folhas do café podem combater o fungo causador da ferrugem do café. A primeira etapa consistiu na identificação dos marcadores de sequência expressa (ESTs) de Coffea arabica e C. canephora produzidos pelo Projeto Genoma do Café Brasileiro (Projeto Genoma EST-Café).

"Fui o primeiro autor, ao lado de Ramon Vidal, professor da Unicamp, de um artigo em que compilamos as sequências expressas pelo C. arabica, publicado em 2011. Ainda não estávamos pensando em metagenômica, mas isso é o que fizemos, mais ou menos acidentalmente", comentou Mondego.

Metagenômica acidental

Os pesquisadores encontraram sequências que consideravam contaminantes no meio das ESTs de folhas de café. “Pegamos essas sequências, inserimos no banco de dados e concluímos que pareciam ser de Pseudomonas spp, um gênero de bactéria. Isso despertou a curiosidade do nosso grupo de pesquisa, liderado por Gonçalo Pereira, também professor da Unicamp. Nós nos perguntamos: 'E se fizermos metagenômica sem querer? Essas bactérias vivem mesmo nas folhas do café?'", explicou Mondego.

Nessa altura, Mondego já atuava no Instituto Agronômico (IAC). Alguns anos depois, conseguiu unir forças com Leandro Pio de Sousa, primeiro autor do artigo publicado na BMC Microbiology. Sousa foi um aluno que teve bolsa de iniciação científica e hoje é doutor em genética e biologia molecular pela Unicamp.

"Convidei o Leandro para trabalhar comigo neste estudo, que foi concebido para ver se a Pseudomonas realmente vive nas folhas do café. Se assim for, as descobertas anteriores seriam confirmadas. Ele concordou imediatamente", disse Mondego.

Eles isolaram bactérias das folhas de café e as colocaram em meio à cultura. Sob luz ultravioleta é possível caracterizar Pseudomonas, que tem aspecto roxo e pode ser facilmente selecionada no meio. “Coletamos as bactérias, extraímos seu DNA e sequenciamos um, que chamamos de MN1F”, contou.

Eles fizeram várias descobertas interessantes sobre o MN1F, que possui um sistema de secreção que reflete sua necessidade de sobreviver em um ambiente hostil repleto de fungos e outras bactérias. "O sistema de secreção produz compostos antibacterianos e antifúngicos. Isso sugere que pode ser usado para controle biológico", disse Mondego. Eles também detectaram uma série de proteínas associadas à proteção contra o estresse hídrico.

A próxima etapa envolveu experimentos fisiológicos, nos quais as bactérias foram cultivadas em diferentes meios para confirmar as observações dos pesquisadores sobre o genoma. "Os experimentos biológicos provaram várias inferências corretas. Mostramos que a bactéria tem de fato uma capacidade considerável de resistir a fortes pressões osmóticas, que podem ser consideradas análogas aos efeitos da seca nas folhas do café. Além disso, o MN1F é capaz de degradar compostos fenólicos que podem ser prejudiciais a ele. Ele decompõe esses compostos da planta e os converte em material para sua própria sobrevivência”, explicou.

Os pesquisadores então fizeram uma bateria de testes para saber se o MN1F poderia ser usado para controle biológico, impedindo ou inibindo o desenvolvimento do H. vastatrix, o fungo causador da ferrugem do café. Os testes foram realizados em casa de vegetação e em laboratório, inclusive com a tentativa de inibir a germinação in vitro do fungo. Em todos os experimentos, a bactéria se mostrou capaz de inibir o desenvolvimento de esporos (unidades reprodutivas) e micélio (rede filamentosa que contém o material genético do fungo).

As informações são do Phys.org / Tradução Juliana Santin