Cerca de 70-80% das perdas de colheitas devido a doenças microbianas são causadas por fungos. Os fungicidas são armas fundamentais no arsenal da agricultura, mas representam riscos ambientais. Com o tempo, os fungos também desenvolvem uma resistência aos fungicidas, levando os produtores a uma busca interminável de novas e melhores formas de combater as doenças fúngicas.
O último desenvolvimento tira proveito de uma defesa natural das plantas contra os fungos. Num artigo publicado em Biotecnologia e Bioengenharia, engenheiros e patologistas vegetais da UC Riverside descrevem uma forma de engendrar uma proteína que bloqueia os fungos de quebrar as paredes celulares, bem como uma forma de produzir esta proteína em quantidade para aplicação externa como um fungicida natural. O trabalho poderia levar a uma nova forma de controlar as doenças das plantas que reduz a dependência dos fungicidas convencionais. Para ganhar entrada nos tecidos vegetais, os fungos produzem enzimas que utilizam reações catalíticas para quebrar as paredes celulares resistentes. Entre estas estão as poligalacturonases, ou PGs, mas as plantas não estão indefesas contra este ataque.
As plantas produzem proteínas chamadas proteínas inibidoras de PG, ou PGIPs, que se caracterizam por uma catálise lenta. Um grupo de investigadores da UC Riverside localizou o segmento de ADN que diz à planta como fazer PGIPs em feijão verde comum. Inseriram segmentos completos e parciais nos genomas das leveduras de panificação para fazer com que as leveduras produzissem PGIPs. A equipa utilizou levedura em vez de plantas porque a levedura não tem PGIPs próprios para barrar a experiência e cresce mais rapidamente do que as plantas.
Depois de confirmar que a levedura se estava a replicar com o novo ADN, os investigadores introduziram-na em culturas de Botrytis cinerea, um fungo que causa podridão de bolor cinzento em pêssegos e outras culturas; e Aspergillus niger, que causa bolor negro nas uvas e outras frutas e vegetais. A levedura que tinha tanto o segmento de DNA completo como parcial que codificou para a produção de PGIP retardou com sucesso o crescimento de fungos.
O resultado indica que a levedura estava a produzir PGIPs suficientes para tornar o método um candidato potencial para a produção em grande escala. "Estes resultados reafirmam o potencial da utilização de PGIPs como agentes exógenos aplicados para inibir a infecção fúngica", disse Yanran Li, Marlan e Rosemary Bourns professora assistente da Escola de Engenharia, que trabalhou no projeto com o patologista de plantas Alexander Putman no Departamento de Microbiologia e Fitopatologia. "Os PGIPs apenas inibem o processo de infecção, mas provavelmente não são fatais para quaisquer fungos. Por conseguinte, a aplicação deste péptido vegetal natural derivado de proteínas às culturas terá provavelmente um impacto mínimo na ecologia vegetal-micróbica".
Li disse também que os PGIPs provavelmente biodegradam-se em aminoácidos naturais, o que significa menos efeitos potenciais para os consumidores e o ambiente quando comparados com fungicidas de pequenas moléculas sintéticas. "A geração de plantas transgênicas é demorada e a aplicação de tais culturas transgênicas na indústria agrícola requer um longo período de aprovação. Por outro lado, os PGIPs artificiais que são derivados de proteínas naturais são aplicáveis como um produto rápido para aprovação pela FDA, se puderem ser utilizados exogenamente de forma semelhante a um fungicida", disse Li.
Ao afinar a levedura de uma forma ligeiramente diferente, os investigadores conseguiram fazê-lo exsudar os PGIP para aplicação externa. Estudos anteriores mostraram que a secagem por congelação de micróbios naturalmente presentes nas maçãs, reconstituindo-os numa solução e pulverizando-os nas culturas, reduz grandemente a doença fúngica e a perda durante o transporte.
Os autores sugerem que o PGIP-expressor de leveduras poderia ser utilizado da mesma forma. No entanto, advertem que como as plantas também formam relações benéficas com alguns fungos, a investigação futura precisa de assegurar que as plantas apenas repelam os fungos nocivos. Li continuará a conceber PGIPs para uma maior eficiência e um espectro mais amplo contra vários fungos patogénicos. Entretanto, Li e Putman continuarão a avaliar o potencial da utilização de PGIPs concebidos.
