Herbivoria deixa legado no solo e amplia atração de parasitoides

A herbivoria nas folhas pode deixar no solo um legado defensivo capaz de favorecer a atração de parasitoides por plantas cultivadas depois do ataque. Pesquisadores demonstraram esse mecanismo em Vigna unguiculata submetido à infestação pelo minador Liriomyza trifolii. O processo envolve sinalização por jasmonato, liberação de flavonoides pelas raízes, alteração da microbiota da rizosfera e aumento da emissão de acetato de (Z)-3-hexenila por plantas posteriores sem infestação.

O estudo utilizou um sistema tritrófico formado por Vigna unguiculata, Liriomyza trifolii e o parasitoide Neochrysocharis formosa. Na primeira fase do experimento, plantas sofreram herbivoria ou permaneceram sem infestação. Após a retirada dessas plantas, os pesquisadores cultivaram novos exemplares de Vigna unguiculata nos solos previamente condicionados.

As novas plantas nunca tiveram contato com o herbívoro. Mesmo assim, exemplares cultivados no solo proveniente do tratamento com herbivoria atraíram mais Neochrysocharis formosa. Essas plantas também acumularam mais biomassa na parte aérea. Os resultados indicaram a permanência de um efeito defensivo no solo após a remoção da planta atacada (doi 10.1016/j.celrep.2026.117869).

Ativação sistêmica

A resposta começou com a ativação sistêmica da via do jasmonato. A herbivoria aumentou os níveis de ácido jasmônico e do conjugado ativo ácido jasmônico-isoleucina em folhas, caules e raízes. A aplicação de metil jasmonato em plantas sem infestação reproduziu o efeito observado após a herbivoria. Em sentido oposto, a inibição da biossíntese de jasmonato com jarin-1 eliminou a maior atração dos parasitoides durante a fase posterior.

A ativação hormonal também modificou o metabolismo radicular. A análise dos exsudatos mostrou aumento de 286 metabólitos e redução de 68 após a herbivoria. Os flavonoides apresentaram destaque entre os grupos alterados. Os pesquisadores concentraram a análise em duas isoflavonas: daidzeína e genisteína.

A herbivoria elevou a concentração desses compostos nos exsudatos das raízes. O tratamento com metil jasmonato também ampliou a liberação de daidzeína e genisteína. A inibição da biossíntese de jasmonato suprimiu esse aumento. Outro tratamento, voltado à inibição da biossíntese de flavonoides, eliminou o acúmulo induzido pela herbivoria e também impediu o aumento da atração de parasitoides.

Seleção da comunidade bacteriana

Daidzeína e genisteína atuaram na seleção da comunidade bacteriana da rizosfera. A suplementação com os flavonoides modificou a composição microbiana e reduziu a diversidade medida pelo índice de Shannon. O tratamento promoveu enriquecimento de 32 variantes de sequência bacterianas e redução de 205. Entre os grupos favorecidos apareceram bactérias do gênero Bradyrhizobium e do gênero Bacillus.

Os pesquisadores isolaram 24 linhagens bacterianas associadas às alterações observadas na rizosfera. Daidzeína e genisteína estimularam o crescimento das linhagens enriquecidas pelo tratamento com flavonoides. Três linhagens do gênero Bradyrhizobium, identificadas como H4, H5 e H6, aumentaram a atração de parasitoides após inoculação individual no solo.

Microrganismos vivos

Os testes também confirmaram a necessidade de microrganismos vivos para a manutenção do efeito. A esterilização do solo eliminou a preferência dos parasitoides por plantas cultivadas em solo condicionado pela herbivoria. A reinoculação com uma suspensão microbiana restaurou a resposta. Resultado semelhante ocorreu nos ensaios com metil jasmonato e com suplementação de flavonoides.

Na fase seguinte, a linhagem H5 serviu como modelo para investigar a resposta das novas plantas. A inoculação aumentou os níveis de jasmonato em folhas e raízes e elevou o ácido jasmônico-isoleucina em folhas, caules e raízes. O tratamento também ampliou a expressão de genes ligados à sinalização por jasmonato. A inibição dessa via bloqueou o efeito da bactéria sobre a atração de Neochrysocharis formosa.

A resposta culminou na alteração do perfil de compostos voláteis. Plantas sem infestação, cultivadas no solo previamente condicionado pela herbivoria, emitiram mais acetato de (Z)-3-hexenila. A esterilização do solo suprimiu esse aumento. A reinoculação da microbiota restaurou a emissão.

A inoculação com a linhagem H5 também elevou a liberação do composto. A aplicação do inibidor da via do jasmonato impediu essa resposta. Ensaios comportamentais com acetato de (Z)-3-hexenila sintético confirmaram a preferência de Neochrysocharis formosa pelo volátil.

Sequência integrada de defesa

Os resultados descrevem uma sequência integrada de defesa. O ataque de Liriomyza trifolii ativa a sinalização por jasmonato em Vigna unguiculata. Essa sinalização aumenta a liberação de daidzeína e genisteína pelas raízes. Os flavonoides selecionam componentes da microbiota da rizosfera. O microbioma modificado permanece como legado no solo e ativa a via do jasmonato em plantas cultivadas depois. A nova ativação hormonal eleva a emissão de acetato de (Z)-3-hexenila e favorece o recrutamento de Neochrysocharis formosa.

Os pesquisadores apontam implicações para o manejo sustentável de pragas. O trabalho amplia o conceito de defesa indireta das plantas, antes associado principalmente aos voláteis liberados durante um ataque em curso. No sistema estudado, a informação sobre a herbivoria permaneceu no ambiente radicular e influenciou uma planta posterior. O estudo também ressalta limites experimentais. A validação envolveu um conjunto restrito de bactérias cultiváveis, enquanto parte relevante da microbiota da rizosfera não permite cultivo pelos métodos utilizados. Os cientistas também consideram possível a participação de outros metabólitos radiculares e de outros grupos microbianos no mesmo processo.