Pesquisadores brasileiros identificam novo vírus associado ao mosaico do trigo

Cientistas de diversas instituições brasileiras descobriram que uma nova espécie de vírus, o Wheat stripe mosaic virus (WhSMV) está associado ao mosaico do trigo, doença capaz de causar perdas de produtividade de 50% na lavoura do cereal e que atinge vários países. A descoberta, publicada na revista Plant Pathology, é fruto do projeto “Análise da população viral e estratégias de manejo para o mosaico comum em trigo no Brasil”, que uniu esforços de universidades e empresas de pesquisa públicas e privadas.

No Brasil, a doença era atribuída somente a dois vírus: Soil-borne wheat mosaic virus (SBWMV) e Wheat spindle streak virus (WSSMV). A descoberta de um terceiro causador abre possibilidades de uso da tecnologia para a identificação da variabilidade da população viral em trigo, orientando a geração de cultivares resistentes e as práticas de manejo para redução dos impactos do mosaico.

Os efeitos negativos do mosaico na produção de trigo têm se tornado mais frequentes nas regiões tritícolas da América Latina, especialmente no sul do Brasil e no sul do Paraguai. O pesquisador Douglas Lau, da Embrapa Trigo (RS), explica que a doença pode reduzir a produtividade quando cultivares suscetíveis são semeadas em áreas com inóculo e em condições favoráveis de ambiente. As plantas infectadas pelo vírus apresentam graus variados de subdesenvolvimento, lesões nas folhas e colmos, além do reduzido desenvolvimento de espigas, limitando o potencial de rendimento da cultura.

Doença afeta outras lavouras

No Brasil, o mosaico do trigo foi previamente atribuído ao SBWMV e, posteriormente, também ao WSSMV, ambos transmitidos por Polymyxa graminis, um parasita residente no solo que coloniza as raízes de plantas. Além do trigo, também são hospedeiros o triticale, o centeio, a cevada e outras gramíneas.

Os danos à produção causados por mosaico costumam ser limitados às áreas da lavoura onde o vetor se concentra, mas sob condições ambientais favoráveis (frio e umidade), grandes áreas com cultivares suscetíveis podem ser comprometidas. O longo período de sobrevivência do vetor no solo e a ampla gama de plantas hospedeiras dificultam o controle da virose. Daí a importância de desenvolver plantas que apresentem resistência genética. Para isso, é fundamental caracterizar o nível de resistência e o dano potencial das cultivares disponíveis no mercado para auxiliar a tomada de decisão quanto ao seu emprego em áreas com histórico ou risco de mosaico comum.

Sequenciamento genético

Apesar de os primeiros registros de viroses no trigo no Brasil datarem das décadas de 1960 e 1970, quando teve início a expansão da triticultura no País, somente com o avanço da biologia molecular e do sequenciamento tem sido viável identificar corretamente os vírus.

A descoberta do WhSMV foi possível por meio de técnicas avançadas de sequenciamento (Next Generation Sequencing ou NGS). As plataformas NGS realizam o sequenciamento de milhões de pequenos fragmentos de DNA em paralelo. Análises de bioinformática são usadas para juntar esses fragmentos permitindo a montagem do genoma viral. O genoma obtido foi então comparado com genomas virais disponíveis em banco de sequências e observou-se que o vírus associado ao mosaico em trigo é 50% divergente dos patógenos já conhecidos.

De acordo com a pesquisadora Juliana Valente, mestranda da Universidade do Estado de Santa Catarina (Udesc), até então, a identificação do patógeno estava baseada na observação dos sintomas, forma de transmissão, hospedeiros e formato das partículas virais. “O uso do sequenciamento não direcionado nos permite detectar a presença de novas espécies de vírus que ainda não haviam sido caracterizados pela comunidade científica mundial”, conta.

Além das amostras coletadas na Embrapa Trigo, em Passo Fundo (RS), com sequenciamento do RNA de oito cultivares de trigo, também foram avaliadas amostras de plantas com sintomas de mosaico obtidas em outras áreas tritícolas no Rio Grande do Sul e no Paraná, que confirmam a existência do novo vírus. Outros estudos ainda serão necessários para esclarecer dúvidas sobre a origem do WhSMV, sua distribuição geográfica, sua variabilidade e como afeta a resistência das plantas.

O professor Fábio Nascimento da Silva, da pós-graduação em produção vegetal da Udesc, destaca a importância do trabalho: “A caracterização da nova espécie viral propiciou o desenvolvimento de ferramentas seguras no diagnóstico. A identificação correta dos vírus é essencial para apoiar os programas de melhoramento genético e a recomendação de medidas eficazes de manejo”. Ele destaca também a formação de recursos humanos no projeto que envolve seis estudantes de graduação e pós-graduação.

O pesquisador da empresa Biotrigo Paulo Kuhnem explica que, por ser uma doença de difícil controle, a resistência genética ao mosaico do trigo tem sido a principal estratégia utilizada. Por esse motivo, a doença é um dos focos centrais dos programas de melhoramento de trigo no Brasil.

“Sem o conhecimento do agente causal, gastamos muito tempo e espaço tentando achar locais apropriados para seleção de materiais por meio da fenotipagem das linhagens, uma vez que o uso de marcadores moleculares estrangeiros apresenta resultados inconsistentes”, afirma.

Com a descoberta do novo vírus, o cientista explica que será possível trabalhar para mapear os genes de resistência e desenvolver marcadores moleculares confiáveis para auxiliar na seleção de genótipos resistentes. “Com isso, os programas de melhoramento genético ganham eficiência e agilidade, e os produtores mais segurança para o cultivo do trigo nas regiões onde a doença ocorre”, conclui o pesquisador.

Projeto de pesquisa

A identificação do vírus é o primeiro resultado divulgado pelo projeto “Análise da população viral e estratégias de manejo para o mosaico comum em trigo no Brasil”, que iniciou em fevereiro de 2018. Além de identificar com maior precisão os diferentes vírus que causam o mosaico do trigo, o projeto também está avaliando a eficiência de estratégias genéticas, químicas e culturais no controle da doença.

De acordo com o pesquisador da Embrapa Trigo Douglas Lau, o projeto foi estruturado de forma multi-institucional. O sequenciamento e a análise da variabilidade da população viral estão sendo realizados na Udesc, com apoio da Embrapa Uva e Vinho e da Embrapa Informática Agropecuária. A caracterização fenotípica, a análise da população viral e a avaliação das práticas de manejo estão sendo realizadas em rede de ensaios de campo nas regiões tritícolas do sul do Brasil, executadas pela Embrapa Trigo, Biotrigo Genética, CCGL Tecnologia, OR Melhoramento de Sementes e Fundação ABC. No total, serão quatro anos de pesquisa, com experimentos em sete municípios do Rio Grande do Sul e do Paraná.

Vírus que causam mosaico em trigo transmitidos pelo vetor Polymyxa graminis: Soil-borne wheat mosaic virus (SBWMV) O mosaico comum do trigo foi originalmente atribuído ao SBWMV. Esse microrganismo pertence ao gênero Furovirus e sua partícula possui formato de bastão rígido. No Brasil, ocorre principalmente no Rio Grande do Sul, Santa Catarina e no sul do Paraná. A sua distribuição está diretamente relacionada às condições do clima frio e úmido, que favorece o vetor Polymyxa graminis. Os danos à produção causados por mosaico, em geral, são limitados a pequenas extensões, mas cultivares suscetíveis podem sofrer perda total sob condições ambientais favoráveis. O longo período de sobrevivência do vetor e a diversidade de plantas hospedeiras dificultam o controle da virose, que tem de ser feito por meio do desenvolvimento de materiais com resistência genética. Em áreas com histórico da doença recomenda-se optar por cultivares resistentes ao mosaico comum. Wheat spindle streak virus (WSSMV) Assim como o SBWMV, o WSSMV causa sintomas de mosaico em trigo e é transmitido pelo Polymyxa graminis. O WSSMV pertence ao gênero Bymovirus. As partículas desse vírus, capsídeos não envelopados, são mais finas e longas do que as do SBWMV. Wheat stripe mosaic virus (WhSMV) Registrado pela primeira vez no mundo em dezembro de 2018, encontrado nas lavouras de trigo no Rio Grande do Sul e no Paraná. Transmitido por Polymyxa graminis e associado a sintomas semelhantes ao mosaico do trigo, primariamente atribuído ao SBWMV no Brasil.

Vírus que causam mosaico em trigo transmitidos pelo vetor Polymyxa graminis:

Soil-borne wheat mosaic virus (SBWMV)

O mosaico comum do trigo foi originalmente atribuído ao SBWMV. Esse microrganismo pertence ao gênero Furovirus e sua partícula possui formato de bastão rígido. No Brasil, ocorre principalmente no Rio Grande do Sul, Santa Catarina e no sul do Paraná. A sua distribuição está diretamente relacionada às condições do clima frio e úmido, que favorece o vetor Polymyxa graminis. Os danos à produção causados por mosaico, em geral, são limitados a pequenas extensões, mas cultivares suscetíveis podem sofrer perda total sob condições ambientais favoráveis.

O longo período de sobrevivência do vetor e a diversidade de plantas hospedeiras dificultam o controle da virose, que tem de ser feito por meio do desenvolvimento de materiais com resistência genética. Em áreas com histórico da doença recomenda-se optar por cultivares resistentes ao mosaico comum.

Wheat spindle streak virus (WSSMV)

Assim como o SBWMV, o WSSMV causa sintomas de mosaico em trigo e é transmitido pelo Polymyxa graminis. O WSSMV pertence ao gênero Bymovirus. As partículas desse vírus, capsídeos não envelopados, são mais finas e longas do que as do SBWMV.

Wheat stripe mosaic virus (WhSMV)

Registrado pela primeira vez no mundo em dezembro de 2018, encontrado nas lavouras de trigo no Rio Grande do Sul e no Paraná. Transmitido por Polymyxa graminis e associado a sintomas semelhantes ao mosaico do trigo, primariamente atribuído ao SBWMV no Brasil.