Ralstonia solanacearum

Ralstonia solanacearum é uma bactéria gram-negativa, aeróbia obrigatória e altamente adaptável, causadora da murcha-bacteriana, doença vascular que afeta mais de 200 espécies vegetais em diferentes famílias botânicas.

Sua ampla distribuição geográfica, variabilidade genética e capacidade de causar perdas econômicas significativas fazem de R. solanacearum um dos patógenos fitopatogênicos mais estudados e temidos no mundo.

Características biológicas e taxonômicas

Ralstonia solanacearum pertence à família Burkholderiaceae, ordem Burkholderiales, classe Betaproteobacteria.

Essa bactéria é conhecida por sua versatilidade metabólica, sendo capaz de utilizar uma ampla gama de substratos carbonados para obter energia.

Estruturalmente, apresenta flagelos polares que conferem motilidade, facilitando sua aproximação e entrada nas raízes das plantas. Além disso, produz exopolissacarídeos (EPS), moléculas fundamentais para sua patogenicidade, pois obstruem os vasos condutores da planta e protegem a bactéria contra respostas de defesa do hospedeiro.

O complexo Ralstonia solanacearum (RSSC) engloba diversas estirpes genéticas classificadas em raças, biovares e filotipos, dependendo de suas características biológicas e genéticas. Estudos recentes sugeriram a divisão do complexo em três espécies distintas: R. pseudosolanacearum, R. syzygii e R. solanacearum sensu stricto. Essa diversidade explica a ampla gama de hospedeiros e condições ambientais onde essas bactérias podem causar danos.

Domínio: Bacteria

Filo: Proteobacteria

Classe: Betaproteobacteria

Ordem: Burkholderiales

Família: Burkholderiaceae

Gênero: Ralstonia

Espécie: Ralstonia solanacearum

Raças: são classificadas com base no espectro de hospedeiros.

• Raça 1: Afeta principalmente plantas da família Solanaceae (tomate, batata, berinjela).

• Raça 2: Associada à podridão-de-fusário em bananas e helicônias.

• Raça 3: Causa murcha-bacteriana em batatas em climas temperados.

• Raça 4: Afeta gengibre e outras culturas em regiões asiáticas.

Biovares: classificados com base na capacidade de metabolizar diferentes carboidratos.

• Biovar 1: Inclui a maioria das estirpes que afetam solanáceas.

• Biovar 2: Associado à doença em bananas.

• Biovar 3: Encontrado em áreas temperadas, como Europa.

• Biovar 4: Associado ao gengibre e outras culturas asiáticas.

Filotipos: são grupos genéticos identificados por análises moleculares modernas (por exemplo, sequenciamento de DNA). Existem atualmente cinco filotipos principais:

• Filotipo I: Estirpes amplamente distribuídas, associadas a climas tropicais e subtropicais.

• Filotipo II: Inclui estirpes patogênicas para bananas (como a raça 2, biovar 1).

• Filotipo III: Estirpes encontradas em climas temperados (como a raça 3, biovar 2).

• Filotipo IV: Estirpes associadas ao gengibre e outras culturas asiáticas.

• Filotipo V: Descrito recentemente, inclui estirpes isoladas de ambientes específicos.

Mecanismos de patogenicidade

A murcha-bacteriana é caracterizada pela colonização dos tecidos vasculares da planta, especialmente o xilema, onde a bactéria se multiplica rapidamente.

Seus mecanismos de patogenicidade incluem a produção de enzimas hidrolíticas, como celulases e pectinases, que degradam componentes da parede celular vegetal, facilitando sua disseminação nos tecidos.

Além disso, a bactéria utiliza um sistema de secreção tipo III (T3SS), que injeta proteínas efetoras diretamente nas células vegetais, suprimindo as respostas de defesa da planta.

A produção de exopolissacarídeos (EPS) é outro fator-chave na patogenicidade. O EPS obstrui os vasos xilemáticos, impedindo o transporte de água e nutrientes, o que leva aos sintomas característicos de murcha progressiva.

Em estágios avançados, a planta não consegue recuperar-se, mesmo durante a noite, e eventualmente morre.

Sintomatologia e diagnóstico

Os sintomas da murcha-bacteriana variam dependendo do hospedeiro e das condições ambientais.

Inicialmente, as folhas começam a murchar durante o dia, mas podem recuperar-se à noite nos estágios iniciais da infecção. Com o avanço da doença, a murcha torna-se permanente, e observa-se uma descoloração marrom ou preta nos tecidos vasculares ao cortar o caule ou as raízes.

Um teste prático para diagnóstico envolve colocar fragmentos de tecido infectado em água, onde se pode observar a liberação de um fluxo de bactérias branco-acinzentado.

Para confirmar a presença de R. solanacearum, métodos laboratoriais como isolamento em meios de cultura seletivos (por exemplo, SMSA), testes sorológicos (ELISA) e técnicas moleculares (PCR) são amplamente utilizados.

Disseminação e fatores ambientais

A disseminação de R. solanacearum ocorre principalmente por meio de água contaminada, solo infectado, mudas contaminadas e ferramentas agrícolas.

A bactéria pode sobreviver no solo por longos períodos, especialmente em condições úmidas e temperaturas moderadas (28–35°C). Solos ácidos e mal drenados são particularmente propícios à sua atividade.

Plantas daninhas e hospedeiros assintomáticos também podem servir como reservatórios silenciosos, dificultando o controle da doença.

Impacto econômico e agronômico

A murcha-bacteriana causada por R. solanacearum tem impactos devastadores na agricultura, especialmente em regiões tropicais e subtropicais.

Culturas economicamente importantes, como batata, tomate, banana e gengibre, são particularmente suscetíveis. As perdas podem chegar a 100% em áreas severamente infectadas, levando a prejuízos econômicos significativos.

Além disso, a presença da bactéria resulta em barreiras comerciais, já que muitos países impõem restrições fitossanitárias para evitar sua introdução.

Estratégias de manejo

Devido à sua persistência no ambiente e à ausência de tratamentos químicos eficazes, o manejo integrado é essencial para controlar a murcha bacteriana. As estratégias incluem:

• Prevenção: uso de material propagativo sadio e implementação de medidas de quarentena.

• Manejo cultural: rotação de culturas com plantas não hospedeiras, melhoria da drenagem do solo e eliminação de plantas daninhas.

• Controle biológico: uso de microrganismos antagonistas, como certas cepas de Pseudomonas e Bacillus, que podem suprimir a bactéria.

• Resistência genética: desenvolvimento e uso de cultivares resistentes ou tolerantes à doença.

• Solarização do solo: tratamento térmico do solo para reduzir a população bacteriana.

Outras informações

Para entender a base da resistência a Ralstonia solanacearum em tomate, investigamos a dinâmica espaço-temporal da colonização bacteriana usando técnicas não invasivas de monitoramento em tempo real, combinadas com enxertia de variedades suscetíveis e resistentes. Identificamos quatro "gargalos" que limitam a bactéria em tomate resistente: colonização da raiz, movimento vertical das raízes para a parte aérea, invasão do feixe vascular circular e disseminação apoplástica radial no córtex. A invasão radial dos espaços extracelulares corticais ocorreu principalmente em estágios avançados da doença, mas foi observada ao longo de toda a infecção da planta. A resistência se expressa tanto nos tecidos da raiz quanto da parte aérea e destaca a importância das restrições estruturais à disseminação bacteriana como mecanismo de resistência. Também, Ralstonia solanacearum não é apenas um patógeno vascular, mas se dissemina para fora do xilema, ocupando o nicho apoplástico da planta. - DOI: 10.1093/jxb/erac086 -

A resistência a Ralstonia solanacearum em Arabidopsis thaliana é conferida pelo gene recessivo RRS1-R, membro de uma nova família de genes de resistência. - DOI: 10.1073/pnas.032485099 -

Ralstonia solanacearum infecta a planta inicialmente pelo sistema radicular e, portanto, os eventos iniciais de colonização das raízes podem ser essenciais para a compreensão da resistência. A colonização do cilindro vascular da raiz é retardada na cultivar resistente ‘Hawaii7996’ e, uma vez que as bactérias entram nos tecidos vasculares da raiz, a colonização no sistema vascular é espacialmente restrita. Dados sugerem que a resistência se deve, em parte, à capacidade da cultivar resistente de restringir a colonização bacteriana da raiz no espaço e no tempo. - DOI: 10.1094/PHYTO-09-16-0353-R -