Cientistas modificaram receptores vegetais para reconhecer diferentes variantes de um fungo e ampliar a resistência dos cultivos.
Pesquisadores do John Innes Centre, no Reino Unido, desenvolveram uma estratégia para ampliar a capacidade de plantas de reconhecer diferentes variantes do fungo Magnaporthe oryzae, responsável por perdas em importantes culturas de cereais. O trabalho apresenta uma abordagem que poderá contribuir, no futuro, para o desenvolvimento de variedades com resistência mais ampla e duradoura.
Conduzido pelo grupo do professor Mark Banfield, com participação do pesquisador Daniel Yu e colaboração da Kobe University, no Japão, o estudo foi publicado na revista científica Science Advances. A equipe trabalhou com uma classe de receptores do sistema imune vegetal conhecida como proteínas quinases em tandem.
Esses receptores conseguem identificar proteínas liberadas pelo fungo durante o processo de infecção e desencadear mecanismos de defesa da planta. Um dos desafios é que os patógenos podem evoluir e apresentar variações que dificultam seu reconhecimento, reduzindo a eficiência de mecanismos de resistência baseados em um único gene.
Modificação amplia capacidade de reconhecimento
Utilizando técnicas de biologia estrutural, incluindo cristalografia de raios X, os cientistas analisaram em escala molecular como os receptores vegetais interagem com proteínas efetoras produzidas pelo fungo.
A partir dessas informações, determinadas regiões do receptor foram modificadas para ampliar sua capacidade de reconhecimento. Como resultado, os pesquisadores desenvolveram experimentalmente um receptor capaz de identificar duas proteínas efetoras distintas associadas a diferentes variantes do fungo.
A estratégia foi avaliada em protoplastos de trigo — células vegetais utilizadas em experimentos laboratoriais — e funcionou como prova de conceito. Portanto, os resultados ainda não demonstram resistência em plantas completas cultivadas em estufa ou no campo.
A possibilidade de programar esses receptores poderá permitir a combinação de diferentes mecanismos de reconhecimento em uma mesma variedade. A proposta é dificultar que alterações isoladas no patógeno sejam suficientes para superar a resistência da planta.
Pesquisa deve avançar para plantas completas
O próximo estágio será transferir os receptores modificados para plantas vivas e verificar se o mecanismo observado em células isoladas também proporciona proteção em condições mais próximas das encontradas na produção agrícola.
Em uma etapa posterior, a estratégia poderá ser combinada com outros genes associados à resistência, criando diferentes camadas de reconhecimento do patógeno em uma mesma planta.
O avanço ainda está distante de uma aplicação comercial. Além da validação em plantas completas, seriam necessárias etapas adicionais de melhoramento ou edição genética, ensaios de campo e processos regulatórios antes que a tecnologia pudesse ser incorporada a variedades comerciais.
O trabalho tem potencial interesse para trigo, cevada e arroz, culturas que podem ser afetadas por diferentes variantes de M. oryzae. Segundo o John Innes Centre, sua plataforma de edição genética e transformação de trigo será utilizada nas próximas etapas da pesquisa.