Você sabia que as bananas que você come hoje não são do mesmo tipo do que aquelas que as pessoas comiam há algumas gerações? A banana que você pode ter comido no café da manhã hoje é uma variedade chamada banana Cavendish, enquanto a que estava nos supermercados até a década de 1950 era uma variedade chamada Gros Michel, que) foi exterminada por uma doença chamada Murcha de Banana Fusarium (em inglês, Fusarium Wilt of Banana, ou FWB).
O FWB de Gros Michel foi causado por Fusarium oxysporum raça 1, um patógeno fúngico que afeta as bananas. Esta infecção fúngica mata a planta ao ocupar seu sistema vascular, bloqueando o transporte de água e minerais.
Os biólogos vegetais desenvolveram a variedade Cavendish resistente ao Fusarium para substituir a Gros Michel. No entanto, nas últimas décadas, um ressurgimento do FWB causado por uma cepa diferente do mesmo fungo chamada raça tropical 4, ou TR4, está mais uma vez ameaçando a produção global de banana.
Como o Fusarium oxysporum ganhou a capacidade de superar a resistência e infectar tantas plantas diferentes?
O genoma de duas partes de F. oxysporum
Sou uma geneticista que passou a última década estudando a evolução genética do Fusarium oxysporum. Como um complexo de espécies, F. oxysporum pode causar doenças de murcha e podridão radicular em mais de 120 espécies de plantas. Certas cepas também podem infectar pessoas.
Em 2010, meu laboratório descobriu que cada F. oxysporum genoma pode ser dividido em duas partes: um genoma central compartilhado entre todas as cepas que codifica funções essenciais de manutenção, e um genoma acessório que varia de cepa para cepa e codifica funções especializadas, como a capacidade de infectar uma planta hospedeira específica.
Cada espécie de planta tem uma resposta imunológica sofisticada para se defender contra a invasão microbiana. Portanto, para estabelecer uma infecção, cada cepa de F. oxysporum usa seu genoma acessório para suprimir o sistema de defesa exclusivo de uma planta. Essa compartimentalização funcional permite que o F. oxysporum aumente consideravelmente sua gama de hospedeiros.
A estrutura genômica do Fusarium oxysporum permite que ele tenha uma ampla gama de hospedeiros, como tomates, pepinos e melancias. Edward L. Barnard, Florida Department of Agriculture and Consumer Services, Bugwood.org, CC BY-SA
Em nossa pesquisa recém-publicada, minha equipe e colegas da China e da África do Sul descobriram que a cepa TR4 que mata as bananas Cavendish tem uma origem evolutiva diferente e sequências diferentes em seu genoma acessório em comparação com a cepa que matou as bananas Gros Michel.
Observando a interface em que a cepa TR4 está lutando com seu hospedeiro de banana Cavendish, descobrimos que alguns de seus genes acessórios ativados liberam óxido nítrico, um gás prejudicial à banana Cavendish. Essa explosão repentina de gases tóxicos facilita a infecção ao desarmar o sistema de defesa da planta. Ao mesmo tempo, o fungo se protege aumentando a produção de substâncias químicas que desintoxicam o óxido nítrico.
Aumento da diversidade da banana
Ao rastrear a disseminação global dessa nova versão do Fusarium oxysporum, percebemos que uma das principais causas do recente ressurgimento dessa infecção fúngica é o domínio do setor internacional de bananas por um único clone de banana.
O cultivo de diferentes variedades de bananas pode tornar a agricultura mais sustentável e reduzir a pressão de doenças em uma única cultura. Os agricultores e pesquisadores podem controlar a murcha de Fusarium da banana identificando ou desenvolvendo variedades de banana que sejam tolerantes ou resistentes ao TR4. Nossas descobertas sugerem que outra maneira de proteger as bananas Cavendish seria projetar removedores eficazes de óxido nítrico para reduzir a pressão tóxica da explosão de gás.
Pode ser difícil imaginar como um consumidor que simplesmente gosta de comer bananas poderia participar da batalha contra a doença que devasta as plantações de banana. No entanto, os consumidores determinam o mercado, e os agricultores são forçados a cultivar o que o mercado exige.
Você pode ajudar a aumentar a diversidade de bananas em seu supermercado experimentando intencionalmente uma ou mais das outras centenas de outras variedades de bananas existentes quando elas aparecerem por lá. Você também pode comprar variedades locais de outras frutas e produtos agrícolas para ajudar a preservar a diversidade de plantas e apoiar os produtores locais.
A colaboração entre cientistas, agricultores, indústria e consumidores em todo o mundo pode ajudar a evitar a escassez futura de bananas e outras culturas.
Li-Jun Ma recebe financiamento do subsídio Hatch (MAS00612) do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (USDA), do Instituto Nacional de Alimentos e Agricultura (2022-51181-38448), do Joint Genome Institute, do Community Sequencing Project e do NIH/ National Eye Institute (EY030150-01). Ela é afiliada à Holyoke Community Charter School Board.
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