Phytophthora ganha nova revisão após 180 anos de pesquisa

Pesquisadores do USDA reuniram 180 anos de avanços na taxonomia e na identificação de Phytophthora, gênero com 261 espécies válidas e impacto direto sobre lavouras, florestas, viveiros, paisagens urbanas e ecossistemas naturais. Sua revisão científica conecta a requeima da batata e a fome irlandesa ao nascimento da fitopatologia moderna. Também atualiza bases de dados para sequenciamento Sanger, tecnologias de alto rendimento e genomas completos.

O gênero reúne alguns dos principais patógenos de plantas. O caso mais conhecido envolve Phytophthora infestans, agente causal da requeima da batata. A doença atingiu a Irlanda entre 1845 e 1852. Cerca de 1,5 milhão de pessoas morreram e até 1,5 milhão emigraram em razão da fome associada à doença, ainda sem descrição formal naquele período.

A revisão mostra o avanço desde as primeiras hipóteses sobre a causa da doença até o uso de genômica. Na década de 1840, a requeima apareceu na América do Norte e na Europa. Registros apontam ocorrência quase simultânea em 1841 e 1842 na Filadélfia, nos Estados Unidos, e em Liège, na Bélgica. A doença avançou para outras regiões europeias e culminou na fome irlandesa. (Clique aqui e leia: Estudo confirma origem de Phytophthora infestans)

Miles Joseph Berkeley defendeu a teoria fúngica após observar folhas de batata cobertas por mofo ao microscópio. Heinrich Anton de Bary descreveu Phytophthora infestans em 1876 e cunhou o nome Phytophthora, derivado do grego para “planta” e “destruição”. Esse marco ajudou a consolidar a fitopatologia como área científica.

Duas fases

O trabalho divide a história taxonômica em duas fases. A era morfológica vai de 1876 a 1999. Ela utilizou características como tamanho e forma de esporângios, oogônios, anterídios, clamidósporos, crescimento em meios de cultura, temperatura e patogenicidade. Apesar do grande número de espécies publicadas nesse período, apenas 48 permanecem válidas.

A era molecular começou em 2000. Desde então, 214 espécies foram descritas com integração entre caracteres morfológicos e moleculares. O sequenciamento Sanger ganhou papel de primeira linha na caracterização molecular. A região ITS do DNA ribossomal teve uso histórico como marcador para descrição e identificação de espécies. Genes nucleares e mitocondriais também passaram a apoiar estudos de identificação e filogenia.

O estudo atualiza a informação de “Revision of Phytophthora”, publicado em 2023. O levantamento anterior apresentava 211 espécies válidas e uma linhagem representativa de Phytophthora palmivora. O novo registra 261 espécies válidas, com 50 espécies adicionais publicadas nos últimos anos.

Os cientistas destacam a importância dos ex-types, culturas derivadas dos espécimes de referência usados na definição das espécies. Seu trabalho apresenta bases atualizadas para identificação por Sanger e por tecnologias HTS de segunda e terceira geração. Essas bases cobrem as 261 espécies válidas e uma linhagem representativa de Phytophthora palmivora.

O trabalho também reúne 257 genomas completos disponíveis no NCBI, associados a 76 espécies. Desse total, 46 correspondem a ex-types, incluindo 35 genomas de referência no NCBI. As montagens genômicas utilizam plataformas como Illumina, PacBio e MinION ONT.

Tecnologias de alto rendimento

As tecnologias de alto rendimento ampliaram o diagnóstico. A metabarcodificação permite identificar organismos a partir de DNA ambiental. O trabalho aponta, porém, limitações em leituras curtas, em especial em estudos com ITS1 de cerca de 250 pares de bases. A terceira geração de sequenciamento, com leituras mais longas, pode melhorar a resolução em nível de espécie.

Os cientistas também registram desafios. As tecnologias HTS exigem instrumentos, reagentes e conhecimento em bioinformática. A identificação pode enfrentar problemas em espécies híbridas, em DNA de organismos não viáveis e em espécies com perfis de sequência semelhantes. O texto também aponta necessidade de padronização de protocolos e fluxos de bioinformática, sobretudo em temas de quarentena, regulação e biossegurança.

Outras informações em doi.org/10.1094/PDIS-07-25-1349-FE