Como Fusarium oxysporum ameaça as bananas Cavendish

Você sabia que as bananas consumidas hoje não são do mesmo tipo das que as pessoas comiam algumas gerações atrás?

A banana que talvez tenha feito parte do seu café da manhã hoje provavelmente pertence à variedade Cavendish. Já a que era vendida nos supermercados até a década de 1950 era a Gros Michel, devastada por uma doença conhecida como murcha de Fusarium da banana, ou FWB.

A FWB que atingiu a Gros Michel era provocada pela raça 1 de Fusarium oxysporum, um patógeno fúngico que afeta bananeiras. A infecção mata a planta ao ocupar seu sistema vascular e interromper o transporte de água e minerais.

Biólogos vegetais desenvolveram a variedade Cavendish, resistente a Fusarium, para substituir a Gros Michel. No entanto, nas últimas décadas, o ressurgimento da FWB provocado por outra linhagem do mesmo fungo - a raça tropical 4, ou TR4 - voltou a ameaçar a produção mundial de bananas.

Como Fusarium oxysporum passou a conseguir superar a resistência das plantas e infectar tantos hospedeiros diferentes?

O genoma dividido em duas partes de F. oxysporum

Sou geneticista especializado em genômica e, há uma década, estudo a evolução genética de Fusarium oxysporum. Como complexo de espécies, F. oxysporum pode provocar doenças de murcha e podridão radicular em mais de 120 espécies vegetais. Algumas linhagens também são capazes de infectar seres humanos.

Em 2010, meu laboratório descobriu que o genoma de cada F. oxysporum pode ser separado em duas partes: um genoma central, compartilhado por todas as linhagens e responsável por funções essenciais de manutenção celular, e um genoma acessório, que varia entre as linhagens e codifica funções especializadas, como a capacidade de infectar uma planta hospedeira específica.

Cada espécie vegetal possui uma resposta imunológica sofisticada para se defender da invasão microbiana. Portanto, para estabelecer uma infecção, cada linhagem de F. oxysporum utiliza seu genoma acessório para suprimir o sistema de defesa particular de uma planta. Essa divisão funcional permite que F. oxysporum amplie consideravelmente sua gama de hospedeiros.

Em uma pesquisa publicada recentemente, minha equipe e colegas da China e da África do Sul verificaram que a linhagem TR4, que mata bananas Cavendish, tem uma origem evolutiva distinta e sequências diferentes em seu genoma acessório em comparação à linhagem que matou bananas Gros Michel.

Ao examinar a interface em que a linhagem TR4 combate sua hospedeira, a banana Cavendish, descobrimos que alguns de seus genes acessórios ativados liberam óxido nítrico, um gás prejudicial à Cavendish.

Essa explosão repentina de gases tóxicos favorece a infecção ao desarmar o sistema de defesa da planta. Ao mesmo tempo, o fungo se protege ao aumentar a produção de substâncias químicas que desintoxicam o óxido nítrico.

Diversidade de bananas contra a murcha de Fusarium

Ao rastrearmos a disseminação global dessa nova versão de Fusarium oxysporum, percebemos que uma causa importante do recente retorno dessa infecção fúngica é o domínio da indústria internacional de bananas por um único clone de banana.

O cultivo de diferentes variedades de bananas pode tornar a agricultura mais sustentável e diminuir a pressão de doenças sobre uma única cultura. Agricultores e pesquisadores podem controlar a murcha de Fusarium da banana ao identificar ou desenvolver variedades tolerantes ou resistentes à TR4.

Nossos resultados indicam que outra forma de proteger as bananas Cavendish seria desenvolver sequestradores eficazes de óxido nítrico, reduzindo a pressão tóxica causada pela liberação desse gás.

Pode ser difícil imaginar como um consumidor que apenas gosta de comer bananas poderia participar da luta contra a doença que devasta os bananais. Porém, os consumidores definem o mercado, e os agricultores são obrigados a produzir o que o mercado demanda.

Você pode ajudar a ampliar a diversidade de bananas no supermercado ao experimentar intencionalmente uma ou mais das centenas de outras variedades existentes quando elas aparecerem nas prateleiras. Também é possível comprar variedades locais de outras frutas e produtos agrícolas, contribuindo para preservar a diversidade vegetal e apoiar produtores locais.

A colaboração entre cientistas, agricultores, indústria e consumidores de todo o mundo pode ajudar a evitar futuras escassezes de bananas e de outras culturas.

Li-Jun Ma, Professora de Bioquímica e Biologia Molecular, UMass Amherst

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.