Cientistas de quatro instituições obtêm molécula que pode agir contra a vassoura-de-bruxa

TER, 02 ABR 2019 | 09:46

TEXTO CAMILA P. CUNHA | ESPECIAL PARA O JU

FOTOS ANTONINHO PERRI | FELLIPE MELLO | CNPEM

EDIÇÃO DE IMAGEM LUIS PAULO SILVA

O desenvolvimento de uma molécula fungicida contra a vassoura-de-bruxa reuniu, sob a coordenação do professor Gonçalo Amarante Guimarães Pereira, uma equipe interdisciplinar de cientistas dos Institutos de Biologia (IB) e Química (IQ) da Unicamp, do Centro de Energia Nuclear na Agricultura da USP, do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) e da Universidade de Warwick, do Reino Unido.

O trabalho, parte da tese “Desenvolvimento direcionado de inibidores da enzima mitocondrial Oxidase Alternativa (AOX) com ação antifúngica contra Moniliophthora perniciosa, fungo causador da vassoura-de-bruxa do cacaueiro”, de Mario Ramos de Oliveira Barsottini, é considerado um marco no conceito e consolidação de uma equipe de cientistas brasileiros com know-how para produzir e avaliar novos químicos de interesse comercial. Os resultados, publicados na revista Pest Management Science,em outubro de 2018, prometem uma nova fase para a cacauicultura nacional.

A vassoura-de-bruxa causa prejuízos ao cacau nacional desde 1989 (leia mais no texto abaixo). Sem formas de erradicar a doença, os cacauais sentem, ainda hoje, os efeitos da vassoura-de-bruxa: são cada dia menos produtivos e competitivos frente às plantações da África e da Ásia.

“Os fungicidas mais usados contra fungos atacam geralmente a respiração ou a estabilidade da membrana celular. Os que atacam a respiração, não funcionam contra a vassoura-de-bruxa. Já os que atacam a membrana celular, funcionam em laboratório, mas não no campo, de acordo com os produtores”, explica Mario Barsottini, primeiro autor do artigo.

O alvo das novas moléculas é a inibição de uma enzima muito peculiar do fungo, a oxidase alternativa (AOX). “A AOX confere à vassoura-de-bruxa resistência a fungicidas na primeira fase da infecção”, conta Barsottini. “Nossa hipótese era de que, inibindo essa via, a gente conseguiria matar o fungo. Mas achar uma molécula capaz de inativar AOX é como montar um quebra-cabeça sem saber direito o formato das peças”, acrescenta. 

O grupo descreveu essa enzima e seu papel na sobrevivência do fungo em artigo publicado na revista New Phytologist em 2012. “Observamos que, quando a respiração principal é bloqueada pela azoxistrobina, uma via alternativa da respiração mantém o fungo na fase biotrófica. Mas, quando combinamos essa droga com um inibidor da oxidase alternativa, o fungo cessa completamente seu crescimento”, explicou Pereira, na época, à Agência FAPESP.

Na primeira fase da infecção, chamada biotrófica, o sistema de defesa da planta consegue bloquear a respiração do fungo. A AOX cria um atalho, que permite ao fungo manter suas funções vitais e resistir ao ataque. Após meses de manipulação da distribuição de nutrientes entre os vários tecidos vegetais, o fungo consegue energia suficiente para sofrer metamorfose e entrar na fase necrotrófica, quando se multiplica rapidamente e mata o seu hospedeiro.

Folhas, ramos e frutos secos com cogumelos (basidiomata), facilitam a disseminação dos esporos pela plantação, que permanecem viáveis por meses antes que um novo ciclo de infecção recomece. Portanto, o controle químico do fungo deve ocorrer antes dessa transição.

O professor Gonçalo Amarante Guimarães Pereira (à esquerda), coordenador da pesquisa, e Mario Barsottini, primeiro autor do artigo, em estufa no Instituto de Biologia

Essa via alternativa da respiração não é exclusiva da vassoura-de-bruxa. O parasito humano Trypanosoma brucei, causador da doença do sono e transmitido pela mosca tsé-tsé, também utiliza essa artimanha.

“Fármacos usados para o controle dessa doença humana, como o ácido salicilhidroxâmico (SHAM) e galato de n-propila, são instáveis e pouco permeáveis às membranas do fungo”, comenta Silvana Rocco, pesquisadora do CNPEM, que participou do estudo.

Rocco desenvolveu novas moléculas a partir de derivados de N-fenilbenzamidas (NPD), uma droga mais fácil de sintetizar e alterar quimicamente. No artigo, Barsottini e colegas testaram 74 dessas moléculas e encontraram uma delas capaz de inibir a via alternativa da respiração e o crescimento do fungo modelo, Pichia pastoris. A molécula nomeada a NPD 7j-41 também foi eficiente contra a vassoura-de-bruxa; evitou a germinação dos esporos e o aparecimento dos sintomas em planta infectadas de tomate, em ensaios realizados em laboratório.

“A NPD 7j-41 nos ajuda a entender quais partes da molécula são mais importantes para estabilidade, permeabilidade na membrana e interação para inibição da AOX. Alterando a estrutura dela, nós podemos desenvolver um químico eficaz para matar o fungo, sem causar danos à planta ou ao meio ambiente”, explica Rocco. “Além das barreiras impostas pela célula do fungo, a nova molécula tem que vencer outros desafios até chegarmos a um fármaco com produção em escala industrial”, completa.

Silvana Rocco, pesquisadora do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), durante análise dos novos químicos em reator de ressonância magnética. Foto: Fellipe Mello | CNPEM

“A classe das ascofuranonas usada no combate do T. brucei é promissora, mas difícil de sintetizar. Esses compostos são mil vezes mais potentes que os nossos derivados da NPD”, relata Barsottini. “Nós pretendemos usar o conhecimento adquirido e partir para compostos mais potentes. Queremos trazer o conhecimento da área médica para a agricultura”, finaliza. 

Multifatorial, doença chegou à Bahia em 1989

O fungo vassoura-de-bruxa (Moniliophthora perniciosa) chegou à Bahia em 1989, quando a produção de cacau estava no auge. Plantas deformadas com folhas secas e frutos enegrecidos, sem boas amêndoas, prejudicaram a região cacaueira. Fatores climáticos, estruturais e conjunturais da cadeia produtiva ajudaram na disseminação da doença, que levou ao abandono de fazendas, êxodo rural e miséria.

Hoje, plantas tolerantes e manejo adequado da cultura permitem a convivência entre praga e atividade produtiva, que marca a identidade e a cultura do povo imortalizado nas obras de Jorge Amado. Mesmo assim, a produção vem caindo: de 390 mil toneladas na década de 1980 para 83,9 mil toneladas de amêndoas em 2017.

Muitos especialistas já preveem o colapso na produção mundial de chocolate, caso a doença se espalhe para outras regiões produtoras na África e Ásia. Há ainda outra ameaça, a introdução do fungo patogênico aparentado, a Moniliophthora roreri, que pode causar estragos ainda maiores. Sem agroquímicos eficientes disponíveis para o seu controle, a vassoura-de-bruxa permanece o maior desafio da cacauicultura nacional.

O estudo de Barsottini e colegas é o primeiro passo para o desenvolvimento de um fungicida para garantir a viabilidade dos produtores de cacau e manutenção de economias locais e dos serviços ambientais do cultivo “cabruca”, feito na sombra da Mata Atlântica e da Floresta Amazônica.

O artigo:

Para ler o artigo “Synthesis and testing of novel alternative oxidase (AOX) inhibitors with antifungal activity against Moniliophthora perniciosa (Stahel), the causal agent of witches’ broom disease of cocoa, and other phytopathogens” (doi: 10.1002/ps.5243) de Mario R. O. Barsottini e colegas, acesse https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ps.5243

Link do artigo:

Unusual plant immune response to bacterial infection characterized

Date: January 8, 2018 Source: Salk Institute Summary: When you see brown spots on otherwise healthy green leaves, you may be witnessing a plant's immune response as it tries to keep a bacterial infection from spreading. Some plants are more resistant to such infections than others, and plant biologists want to understand why. Scientists studying a plant protein called SOBER1 recently discovered one mechanism by which, counterintuitively, plants seem to render themselves less resistant to infection.

This cartoon depicts a leaf with areas of damage (brown spots) caused by the plant's innate immune response. The superimposed schematic shows SOBER1's three-dimensional structure.
Credit: Salk Institute

When you see brown spots on otherwise healthy green leaves, you may be witnessing a plant's immune response as it tries to keep a bacterial infection from spreading. Some plants are more resistant to such infections than others, and plant biologists want to understand why. Salk Institute scientists studying a plant protein called SOBER1 recently discovered one mechanism by which, counterintuitively, plants seem to render themselves less resistant to infection.

The work, which appeared in Nature Communications on December 19, 2017, sheds light on plant resistance generally and could lead to strategies to boost plants' natural immunity or to better contain infections that threaten to destroy an entire agricultural crop.

"There are a lot of losses in crop yields due to bacteria that kill plants," says the paper's senior author Joanne Chory, a Howard Hughes Medical Institute Investigator, director of Salk's Plant Molecular and Cellular Biology Laboratory and a 2018 recipient of the Breakthrough Prize in Life Sciences. "With this work, we set out to understand the underlying mechanism of how resistance works, and to see how general it is."

One of the ways plants fight bacterial infection is by killing off their own cells in which bacterial proteins are detected. But some bacteria have evolved a counter strategy -- injecting special proteins that suppress the plant's immune response by adding small, disabling chemical tags called acetyl groups to immune molecules. This process is called acetylation. What makes certain plants able to resist these bacterial counter measures while others succumb to infection remains unclear.

As a means to better understand such pathogen-plant interactions, Chory's team turned to the well-studied weed Arabidopsis thaliana and, in particular, an enzyme called SOBER1 -- which had previously been reported to suppress the weed's immune response to a bacterial protein known as AvrBsT. While it may seem counterintuitive to use immune suppression to study infection resistance, the Salk biologists thought doing so could yield useful information.

The researchers started by determining SOBER1's amino acid sequence -- the particular order of building blocks that gives a protein its basic identity. Intriguingly, they found it was very similar to a cancer-pathway-related human enzyme. This enzyme contains a characteristic tunnel into which proteins with certain types of modifications can fit and be cut as part of the enzymatic reaction. It turns out SOBER1 can be classified as part of a vast protein superfamily known as alpha/beta hydrolases. These enzymes share a common core structure but are very flexible in the chemical reactions they catalyze, which range from the breakdown of fat to the detoxification of chemicals called peroxides.

Next, they used a more than 100-year-old technique called X-ray crystallography to determine SOBER1's three-dimensional structure. While similar to the human enzyme, the plant enzyme's tunnel had two extra amino acids sticking down from the top: one at the entrance and one in the middle.

"When we saw those, we realized they had to have a dramatic effect on function because they basically block the tunnel," says Salk research associate and co-first author Marco Bürger.

To discover what the purpose might be, Bürger and co-first author Björn Willige, also a research associate, used substrates (molecules that enzymes act on) with different lengths and biochemically tested how well they fit in the enzyme and whether they could be cut. Only certain types fit and were cut -- very short acetyl groups. This suggested that SOBER1 is a deacetylase -- a class of enzyme that removes acetyl groups. Furthermore, the team mutated SOBER1 and thus opened the blocked tunnel. With this change, Bürger and Willige engineered an enzyme that lost its strong specificity for short acetyl groups and instead preferred longer substrates.

"For the initial biochemistry experiments, we used established, artificial substrates," says Willige. "But next we wanted to see what would happen in plants."

For this, they used tobacco plants -- which have large leaves that are easy to work with -- and a bacterium that makes AvrBsT, which is known to trigger acetylation. They produced AvrBsT in different regions of tobacco leaves along with SOBER1 and several mutated (and thus nonfunctional) versions of the enzyme.

Leaves producing AvrBsT had brown patches of dead tissue, indicating that AvrBsT had initiated a cell death program to curtail the systemic spreading of the pathogen. Leaves that produced AvrBsT together with SOBER1 looked healthy, indicating that SOBER1 reversed the action of AvrBsT. Strikingly, mutated SOBER1 versions with an opened tunnel were not able to prevent the tissue from dying. From this, the researchers concluded that deacetylation must be the underlying chemical reaction leading to suppression of the plant's immune response.

The tobacco tests supported the idea of SOBER1 being a deacetylase that would remove acetyl groups added by bacterial proteins. Without the acetyl groups tagging proteins, the plant didn't recognize them as foreign and thus didn't mount a cell-killing immune response. The leaves looked healthier because cells weren't dying.

"SOBER1's function is surprising because it keeps infected tissue alive, which puts the plant at risk," says Chory, who also holds the Howard H. and Maryam R. Newman Chair in Plant Biology at Salk. "But we are just beginning to understand these types of mechanisms, and there could very well be conditions in which the actions of SOBER1 is beneficial."

Further tests showed that the activity and function of SOBER1 is not restricted to the weed Arabidopsis thaliana, but also exists in a plant called oilseed rape demonstrating that the findings of Chory's lab could be applied to agricultural crops and biofuel resources.

Bürger and Willige would next like to begin screening for chemical inhibitors that could block SOBER1, thereby allowing plants to have a full immune response to pathogenic bacteria.

Story Source:
Materials provided by Salk Institute. Note: Content may be edited for style and length.

Journal Reference:
Marco Bürger, Björn C. Willige, Joanne Chory. A hydrophobic anchor mechanism defines a deacetylase family that suppresses host response against YopJ effectors. Nature Communications, 2017; 8 (1) DOI: 10.1038/s41467-017-02347-w

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Salk Institute. "Unusual plant immune response to bacterial infection characterized." ScienceDaily. ScienceDaily, 8 January 2018. <www.sciencedaily.com/releases/2018/01/180108130201.htm>.

Why are some mushrooms 'magic?'

Study offers evolutionary explanation, could pave way for neurological treatments 

Date: February 27, 2018 Source: Ohio State University Summary: Psychedelic mushrooms likely developed their "magical" properties to trip up fungi-munching insects, suggests new research.

Psychedelic mushrooms likely developed their "magical" properties to trip up fungi-munching insects, suggests new research.

The work helps explain a biological mystery and could open scientific doors to studies of novel treatments for neurological disease, said lead researcher Jason Slot, an assistant professor of fungal evolutionary genomics at The Ohio State University.

Mushrooms that contain the brain-altering compound psilocybin vary widely in terms of their biological lineage and, on the surface, don't appear to have a whole lot in common, he said.

From an evolutionary biology perspective, that is intriguing and points to a phenomenon in which genetic material hops from one species to another -- a process called horizontal gene transfer, Slot said. When it happens in nature, it's typically in response to stressors or opportunities in the environment.

He and his co-authors examined three species of psychedelic mushrooms -- and related fungi that don't cause hallucinations -- and found a cluster of five genes that seem to explain what the psychedelic mushrooms have in common.

"But our main question is, 'How did it evolve?'" Slot said. "What is the role of psilocybin in nature?"

Slot and his co-authors found an evolutionary clue to why the mushrooms gained the ability to send human users into a state of altered consciousness. The genes responsible for making psilocybin appear to have been exchanged in an environment with a lot of fungus-eating insects, namely animal manure.

Psilocybin allows fungi to interfere with a neurotransmitter in humans and also insects, which are probably their bigger foe. In flies, suppression of this neurotransmitter is known to decrease appetite.

"We speculate that mushrooms evolved to be hallucinogenic because it lowered the chances of the fungi getting eaten by insects," Slot said. The study appears online in the journal Evolution Letters.

"The psilocybin probably doesn't just poison predators or taste bad. These mushrooms are altering the insects' 'mind' -- if they have minds -- to meet their own needs."

And the reason that unrelated species have the same genetic protection probably comes down to the fact that they commonly grow in the same insect-rich mediums: animal feces and rotten wood.

This work could guide medical science by pointing researchers in the direction of other molecules that could be used to treat disorders of the brain, Slot said.

Psilocybin has been studied for the treatment of a variety of mental disorders, including treatment-resistant depression, addiction and end-of-life anxiety. A handful of researchers in the U.S. are looking at potential treatment applications, and much of the work is happening abroad. Strict drug laws have delayed those types of studies for decades, Slot said.

Story Source:

Materials provided by Ohio State University. Original written by Misti Crane. Note: Content may be edited for style and length.

Journal Reference:
Hannah T. Reynolds, Vinod Vijayakumar, Emile Gluck-Thaler, Hailee Brynn Korotkin, Patrick Brandon Matheny, Jason C. Slot. Horizontal gene cluster transfer increased hallucinogenic mushroom diversity. Evolution Letters, 2018; DOI: 10.1002/evl3.42

Cite This Page:
MLA
APA
Chicago
Ohio State University. "Why are some mushrooms 'magic?': Study offers evolutionary explanation, could pave way for neurological treatments." ScienceDaily. ScienceDaily, 27 February 2018. <www.sciencedaily.com/releases/2018/02/180227115548.htm>.

Artigo sobre avaliação de extratos naturais no controle de cochonilhas em ornamentais

Link para o artigo na íntegra:

http://www.revistafitos.far.fiocruz.br/index.php/revista-fitos/article/view/405/html

Título: Formulação orgânica eficiente para controle de Cochonilha (Dactylopius coccus) em plantas ornamentais: estudo de caso em Hibiscus rosa–sinensis L.

Autores: BRAGA, Gilberto S.; COSTA, Marco Antônio G.; ROCHA, Albericio N.

FIOCRUZ, Instituto de Tecnologia em Fármacos/Farmanguinhos/CTM, Jacarepaguá, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.

Resumo:  O Complexo Tecnológico de Medicamentos-CTM é a unidade fabril do Instituto de Tecnologia em Fármacos/Farmanguinhos. Dentro do seu campus, o cuidado das áreas verdes deve ser conduzido de forma orgânica, sem a ação de agrotóxicos ou outros tipos de substâncias que possam prejudicar, em algum momento, a rotina fabril. Neste trabalho, propomos uma formulação orgânica para o controle de pragas e vetores, com a utilização de insumos naturais.

Forma de obtenção do extrato: "A formulação utilizada foi preparada, triturando-se em um recipiente de vidro com tampa, 100g de pimenta malagueta (Capsicum frutescens L.), 100g de pimenta dedo de moça (Capsicum frutescens). Em seguida, colocou-se 100ml de álcool 95º, 300g de fumo de rolo, 250g de sabão de coco em pó e 2L de água. A mistura foi homogeneizada e armazenada em um frasco de vidro âmbar por 7 dias. Após este período, acrescentou-se 4L de água e filtrou-se a mistura."

Conclusão: "Baseado nos resultados obtidos pode-se concluir que a associação de duas variedades de pimenta (Capsicum frutescens), em formulações de uso tradicional, é eficiente no combate a infestações de cochonilha, favorecendo o aparecimento de joaninhas (espécie de Coleoptera: Coccinellidae), um dos predadores naturais da praga."

Descobertas espécies de citros que produzem repelente contra o greening

09 de setembro de 2016

Diego Freire | Agência FAPESP – Uma nova estratégia de combate ao vetor da bactéria responsável pelo greening, considerada a mais destrutiva doença dos citros no mundo e presente em 17% das laranjeiras no Estado de São Paulo, poderá ser desenvolvida a partir da descoberta de que três espécies de plantas do gênero produzem um óleo que repele o inseto.

Pesquisadores da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) envolvidos no Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCT) de Controle Biorracional de Insetos Pragas, financiado pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e pela FAPESP, analisaram a composição química dos óleos essenciais produzidos por 22 espécies do gênero Citrus, que inclui a laranja, o limão e a tangerina. O objetivo foi compreender os efeitos dessas substâncias nos organismos que interagem com as plantas – entre eles, o Diaphorina citri, psilídeo vetor da bactéria Candidatus Liberibacter spp, causadora do greening. As análises foram feitas no âmbito do projeto temático Estudos integrados para o controle de formigas-cortadeiras, realizado com apoio da Fundação.

Com apenas 3 mm de comprimento, o D. citri suga os brotos terminais das plantas, situados na ponta do caule, mas os danos diretos causados pela sucção contínua de seiva não representam prejuízos ao pomar. São os ovos do inseto que transmitem a bactéria – e uma única fêmea chega a colocar 800 ovos.

Os pesquisadores descobriram que o inseto tem preferência por depositar os ovos em algumas espécies cítricas em detrimento de outras. Duas delas, em especial, são pouco atrativas: Citrus reticulata, conhecida como tangerina murcote, e o híbrido de C. paradisi com P. trifoliata, o citrumelo Swingle.

“A composição química dos óleos voláteis dos 22 genótipos de citros e de outros gêneros afins era pouco diferenciada até então”, disse Maria Fátima das Graças Fernandes da Silva, do Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET) da UFSCar e coordenadora do INCT. “Técnicas de quimiometria [a aplicação de métodos estatísticos e matemáticos em dados de origem química] nos ajudaram a compreender melhor essas substâncias e sua capacidade de atrair ou repelir o psilídeo”, acrescentou.

Entre os achados da análise está a preferência majoritária do psilídeo pela Murraya paniculata, originária da Ásia e muito utilizada no Brasil como planta ornamental, conhecida nacionalmente como dama-da-noite ou jasmim-laranja. O resultado da análise química dos óleos essenciais da planta a confirmam como principal hospedeiro do inseto.

Essa planta, segundo a pesquisadora, tem sido erradicada de cidades produtoras de citros porque, apesar de não pertencer a esse grupo, a preferência do psilídeo por ela, que o atrai, é associada à contaminação dos pomares.

“Agora conhecemos a substância produzida pela planta responsável por essa atração e também os óleos produzidos pelos genótipos de citros que têm a mesma capacidade de atrair o inseto, facilitando a contaminação”, conta a pesquisadora.

Já os genótipos menos interessantes para o psilídeo têm, em comum, a presença de três compostos encontrados apenas em seus óleos essenciais: fitol, (Z)-beta-ocimeno e beta-elemeno. Para os pesquisadores, tais compostos podem agir como repelente, tornando os óleos dessas plantas menos atraentes para o inseto depositar seus ovos.

Odores

A hipótese de que certos citros poderiam apresentar alguma resistência às investidas do inseto Diaphorina citri surgiu no Centro de Citricultura Sylvio Moreira, em Cordeirópolis, no interior paulista, onde já se havia observado que algumas das 22 espécies cultivadas no local eram mais escolhidas pelo psilídeo, enquanto outras eram preteridas. Pesquisadores da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz da Universidade de São Paulo (Esalq) identificaram aquelas supostamente menos interessantes e, em seguida, o grupo da UFSCar investigou quais as substâncias produzidas por elas que poderiam causar a repelência observada.

Por meio de cromatografia gasosa, técnica usada em química orgânica para separação de compostos, os pesquisadores obtiveram todos os constituintes de cada óleo dessas plantas, que foram analisados por um espectrômetro – equipamento que mede a massa das moléculas e, com base nessa informação, permite a identificação de cada composto.

Para verificar a capacidade de atrair ou repelir o psilídeo, os pesquisadores utilizaram um tubo em formato de Y em que o inseto é posicionado na base e dois óleos são colocados em cada saída. O inseto sente, então, o odor do vapor gerado pelos óleos e os pesquisadores observam, repetidas vezes, para qual entrada ele se dirige. Cálculos matemáticos ajudam a determinar o quanto as substâncias de cada óleo são atraentes ou repelentes.

“A atração pelos óleos de Citrus reticulata e citrumelo Swingle foi muito baixa, o que nos levou a considerar uma capacidade repelente dos seus compostos e seu potencial para o desenvolvimento de estratégias de proteção das plantas com base nesse conhecimento”, diz Fernandes da Silva.

Os pesquisadores trabalham agora para realizar análises em um eletroantenograma, equipamento que permite avaliar a resposta da antena de insetos a estímulos químicos, com o objetivo de descobrir por que esses óleos provocam a repelência. Quando associado à cromatografia e sabendo-se que determinado extrato de planta repele um inseto-alvo, esse extrato pode ser analisado por meio da tecnologia para que seja identificada qual molécula em específico é responsável por provocar a resposta.

Enxertos

O cultivo de citros no Brasil é feito, em sua maioria, não por meio da plantação de sementes, mas com o uso de enxertos – método de formação de mudas em que o broto de uma planta é implantado na base de uma muda de uma segunda planta, geralmente de outra espécie. A enxertia pode ser utilizada para gerar mudas de plantas de difícil reprodução ou para aproveitar características das duas espécies.

Ainda não existe uma variedade comercial de copa ou de enxerto de citros resistente ao greening. Plantas novas contaminadas não chegam a produzir e as que já estão em produção apresentam grande queda de frutos. O controle efetivo da doença tem sido feito por meio de inspeção constante e eliminação imediata de plantas com sintomas.

Também conhecida como Huanglongbing (HLB) ou popularmente como amarelão dos citros, o greening é doença originária da Ásia. Identificada no Brasil em 2004, a doença está presente em todas as regiões citrícolas de São Paulo e em pomares de Minas Gerais e Paraná. Está presente também em outros países produtores de citros, como México e Estados Unidos. No estado da Flórida – o maior concorrente mundial do Brasil na produção de laranja e onde a doença surgiu em 2005 –, o greening já atingiu entre 80% e 90% dos pomares e afeta cerca de 70% das plantas.

“Trata-se de um problema muito grave na citricultura brasileira e mundial. Pomares com altas incidências da doença devem ser inteiramente eliminados, erradicando-se as plantas com e sem sintomas, garantindo que nenhuma eventual fonte de contaminação para outras plantas e pomares permaneça”, diz Fernandes da Silva.

De acordo com a pesquisadora, a descoberta de óleos que não são de interesse do inseto pode ser importante para o aprimoramento da enxertia. “Na ausência de uma planta fortemente resistente ao greening, poderiam ser produzidos enxertos com aquelas que, agora, sabemos ter algum efeito repelente contra seu vetor.”

Um índex com a capacidade de atração e repelência de cada espécie analisada e os demais resultados da pesquisa são apresentados no artigo Essential Oil Variation from Twenty Two Genotypes of Citrus in Brazil – Chemometric Approach and Repellency Against Diaphorina citri Kuwayama, publicado na revista Molecules e disponível em www.mdpi.com/1420-3049/21/6/814. Além de Fernandes da Silva, assinam o artigo Moacir dos Santos Andrade, Leandro do Prado Ribeiro, Paulo Cesar Borgoni, Moacir Rossi Forim, João Batista Fernandes, Paulo Cezar Vieira, José Djair Vendramin e Marcos Antônio Machado.

Diaphorina citri, vetor da pior doença dos laranjais de São Paulo e do mundo, não se sente atraído por óleos essenciais de três espécies de citros (Foto: Wikimedia Commons)

Link:

http://agencia.fapesp.br/descobertas_especies_de_citros_que_produzem_repelente_contra_o_igreening_i/23913/

Controle natural de pragas - Tagetes patula x tripes

Controle natural de pragas - 4. #agroecologia #agriculturaorgânica

Uma foto publicada por Marcos Roberto Furlan (@quintaisimortais) em Out 16, 2016 às 10:07 PDT

Receita para controle natural de pulgões

Controle natural de pragas - 2. #agroecologia #agriculturaorgânica

Uma foto publicada por Marcos Roberto Furlan (@quintaisimortais) em Out 14, 2016 às 5:02 PDT

Fungal Metabolites for the Control of Biofilm Infections

Many microbes attach to surfaces and produce a complex matrix of polymers surrounding their cells, forming a biofilm. In biofilms, microbes are much better protected against hostile environments, impairing the action of most antibiotics. A pressing demand exists for novel therapeutic strategies against biofilm infections, which are a grave health wise on mucosal surfaces and medical devices. From fungi, a large number of secondary metabolites with antimicrobial activity have been characterized. This review discusses natural compounds from fungi which are effective against fungal and bacterial biofilms. Some molecules are able to block the cell communication process essential for biofilm formation (known as quorum sensing), others can penetrate and kill cells within the structure. Several targets have been identified, ranging from the inhibition of quorum sensing receptors and virulence factors, to cell wall synthesizing enzymes. Only one group of these fungal metabolites has been optimized and made it to the market, but more preclinical studies are ongoing to expand the biofilm-fighting arsenal. The broad diversity of bioactive compounds from fungi, their activities against various pathogens, and the multi-target trait of some molecules are promising aspects of fungal secondary metabolites. Future screenings for biofilm-controlling compounds will contribute to several novel clinical applications. 

Estrela, A.B.; Abraham, W.-R. Fungal Metabolites for the Control of Biofilm Infections. Agriculture 2016, 6, 37.

Link:

http://www.mdpi.com/2077-0472/6/3/37

A revolução dos Biopesticidas

Algumas plantas se protegem dos insetos produzindo alcalóides e terpenos que matam suas larvas. Químicos isolam e reproduzem estas substâncias para a produção de Biopesticidas.

A evolução da consciência ecológica é uma característica da geração do século XXI. Uma consequência é a preocupação com o uso de pesticidas e herbicidas clássicos.

Inspirado na natureza, uma série de novos Biopesticidas estão chegando no mercado. São produtos de um trabalho multidisciplinar. Inicialmente, químicos identificam as plantas, outros isolam as substâncias responsáveis e, agora, já há os que fazem a síntese destas mesmas substâncias em laboratório.

Em um artigo publicado nesta semana, químicos sintetizaram derivados do β-dihidroagarofurano: os mesmos encontrados em plantas que são usadas na cultura milenar chinesa para o combate a pragas. Após identificar quais substâncias da planta tinham efeito sobre as larvas dos insetos inimigos, o grupo foi capaz de reproduzir a síntese no lab destas substâncias.

Estas plantas são tóxicas aos mamíferos e artrópodes. Muitos animais domésticos e mesmo crianças morrem intoxicadas todos os anos na China. 

A versão sintética permite produção em maior quantidade e sem correr o risco de aumentar a área dedicada ao plantio desta planta tóxica. 

Veja artigo em: 

http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.jafc.5b05782

Veja um review em português sobre o Biopesticidas:

http://www.scielo.br/scielo.ph

p?script=sci_arttext&pid=S0100-40422003000300017

Canal Fala Química 

Link:

http://falaquimica.com/?p=2611

Mosquito-repelling chemicals identified in traditional sweetgrass

Date: August 17, 2015

Source: American Chemical Society

Summary:

Native North Americans have long adorned themselves and their homes with fragrant sweetgrass (Hierochloe odorata), a native plant used in traditional medicine, to repel biting insects, and mosquitoes in particular. Now, researchers report that they have identified the compounds in sweetgrass that keep these bugs at bay.

Sweetgrass, a plant used in traditional medicine, contains compounds that can repel mosquitoes.

Credit: Andrew Maxwell Phineas Jones, University of Guelph

BOSTON, Aug. 17, 2015 --Native North Americans have long adorned themselves and their homes with fragrant sweetgrass (Hierochloe odorata), a native plant used in traditional medicine, to repel biting insects, and mosquitoes in particular. Now, researchers report that they have identified the compounds in sweetgrass that keep these bugs at bay.

The team will describe their approach in one of more than 9,000 presentations at the 250th National Meeting & Exposition of the American Chemical Society (ACS), the world's largest scientific society, taking place here through Thursday.

Mosquitoes and other insects remain a pesky part of everyday life in many parts of the world, and their bites are linked to a range of serious diseases, such as malaria. To add to the arsenal of insect repellents, Charles Cantrell, Ph.D., investigates the components of plants used in traditional therapies. "We found that in our search for new insect repellents, folk remedies have provided good leads."

Sweetgrass is a meadow grass that is a native to northern climates, Cantrell says. "It gives off a sweet aroma that repels mosquitoes."

He therefore suspected that the active insect-repelling chemicals must waft off sweetgrass at ambient temperatures and, like essential oils from lavender and other plants, could be extracted using a process known as steam distillation. This method involves passing hot steam through plant material, then lowering the temperature. The condensed liquid then separates into oil and water, with the oil fraction containing the volatile chemicals of interest. So, Cantrell's team at the U.S. Department of Agriculture, in collaboration with researchers at the University of Guelph and the University of Mississippi, performed steam distillation on sweetgrass samples and evaluated its oil for the ability to deter mosquitoes from biting.

To test the mosquitoes' aversion to the oil, the researchers filled small vials with a red-colored feeding solution that mimicked human blood and covered the vials with a thin membrane. Then, they coated the membranes with different substances: the sweetgrass oil, alternative sweetgrass extracts obtained without steam distillation, the gold-standard insect repellent N,N-diethyl-m-toluamide (DEET) or the ethanol solvent control. Then, the bugs got the chance to either bite the membranes to get to the blood or pass them by. The researchers observed what the insects did, counting how many mosquitoes went for a bite of each type of "blood" vat.

"Then you take the mosquitoes and squish them on some paper," says Cantrell. "If they have the blood mimic in them, you see it right there on the paper." Of the sweetgrass extracts, the steam-distilled oil got the fewest mosquito bites, matching the repellent potency of DEET.

The next step was to figure out the exact chemicals that give the sweetgrass oil its anti-mosquito power. The researchers purified the oil into 12 fractions and again checked their ability to ward off the bugs. They found three fractions that repelled mosquitoes as well as the oil. Using nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy and mass spectrometry, the researchers identified two chemicals in these active fractions that seemed to be responsible for putting off mosquitoes: phytol and coumarin.

Coumarin is an ingredient in some commercial anti-mosquito products, he adds, while phytol is reported to have repelling activity in the scientific literature. So although Cantrell didn't find brand-new insect deterrents in this experiment, he is happy to have demonstrated that "we were able to find constituents that are known to act as insect repellents in a folk remedy, and now we understand that there's a real scientific basis to this folklore."

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A press conference on this topic will be held Tuesday, Aug. 18, at 10:30 a.m. Eastern time in the Boston Convention & Exhibition Center. Reporters may check-in at Room 153B in person, or watch live on YouTube http://bit.ly/ACSLiveBoston. To ask questions online, sign in with a Google account.

Cantrell acknowledges that the study was supported in part by a Deployed War-Fighter Protection research program grant funded by the U.S. Department of Defense through the Armed Forces Pest Management Board.

The American Chemical Society is a nonprofit organization chartered by the U.S. Congress. With more than 158,000 members, ACS is the world's largest scientific society and a global leader in providing access to chemistry-related research through its multiple databases, peer-reviewed journals and scientific conferences. Its main offices are in Washington, D.C., and Columbus, Ohio.

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Title

Isolation and Identification of Potential Biopesticidal Compounds from the North American Insect Repelling Folk Remedy Plant, Sweetgrass, Hierochloe odorata (L.) P. Beauv.

Abstract

Native North Americans used sweetgrass, Hierochloe odorata, in a variety of ceremonies and rituals. It has also been used to repel biting insects by making a loop from strands of the grass to be worn around the neck or kept in a satchel hung in homes. This investigation was conducted to evaluate this practice and systematically identify chemical constituents responsible for the mosquito repelling effect by utilizing a mosquito (Aedes aegypti) biting deterrent bioactivity-directed purification approach. Fresh steam distilled oil was found to be the most active crude extract generated from sweetgrass and was used in fractionation studies providing 12 distinct fractions. Fractions identified as having activity equivalent to N,N-diethyl-m-toluamide (DEET) contained the compounds phytol and coumarin. Ae. aegypti biting deterrent results will be reported for the active fraction and pure compounds.

Story Source:

The above post is reprinted from materials provided by American Chemical Society. Note: Materials may be edited for content and length.

Cite This Page:

American Chemical Society. "Mosquito-repelling chemicals identified in traditional sweetgrass." ScienceDaily. ScienceDaily, 17 August 2015. <www.sciencedaily.com/releases/2015/08/150817085426.htm>.

Uma joaninha pode comer até 5000 pulgões em toda a sua vida

Bactérias combatem bactérias para conservar alimentos

10 de abril de 2015

Heitor Shimizu, de Buenos Aires | Agência FAPESP – Aumentar o valor nutricional e melhorar a segurança de produtos alimentícios a partir da utilização de compostos produzidos por microrganismos presentes nos próprios alimentos são objetivos de um grupo de pesquisadores no Estado de São Paulo. Para avançar nos resultados de seus estudos, eles contam com a colaboração de colegas argentinos.

Em São Paulo, o grupo é formado por cientistas do Centro de Pesquisa em Alimentos (Food Research Center, FoRC), um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) da FAPESP. Os colaboradores na Argentina integram o Centro de Referencia para Lactobacilos (Cerela).

Um dos resultados da pesquisa foi a bem-sucedida utilização de bacteriocinas para aumentar a segurança do queijo minas, um queijo típico brasileiro e muito fácil de ser preparado, como explicou Bernadette Gombossy de Melo Franco, coordenadora do FoRC e professora titular da Faculdade de Ciências Farmacêuticas da Universidade de São Paulo (USP).

“O queijo minas é feito em pequena escala no Brasil e tem muitos casos de contaminação por Listeria monocytogenes. Nosso propósito foi usar bactérias que já estão no leite, selecionando entre elas as que são produtoras de bacteriocinas, isolando-as e colocando-as de volta no leite com a função específica de inibir a multiplicação do patógeno e, com isso, poder produzir o alimento com maior segurança. Conseguimos um efeito semelhante na produção de leite de cabra”, disse Franco, em palestra na FAPESP Week Buenos Aires que integrou o painel “Alimentos Funcionais”.

Mas o que são essas bacteriocinas, que têm atraído a atenção de pesquisadores e da indústria de alimentos? “São polipeptídeos sintetizados nos ribossomas de bactérias láticas que exibem atividade bactericida ou bacteriostática, ou seja, ou matam microrganismos ou inibem a sua multiplicação sem matá-los”, explicou Franco, que é pró-reitora de Pós-Graduação da USP.

Por sua vez, as bactérias láticas são microrganismos presentes em vários ambientes e que apresentam a propriedade de transformar açúcares (carboidratos) em ácido lático.

“Essa propriedade pode ser explorada de várias maneiras tecnológicas para aumentar o valor nutricional ou a segurança do produto alimentar. E elas podem ter muitas outras funções. Em fins terapêuticos, por exemplo, já que podem ser utilizadas como vetores de uma série de genes responsáveis pela produção de compostos importantes do ponto de vista médico, ou químico, devido à grande variedade de compostos que elas podem produzir”, disse Franco.

“O grupo das bactérias láticas é muito grande, composto de mais de 200 gêneros de microrganismos diferentes. E são vários os compostos que elas produzem e que podem ter atividade funcional, ou seja, agregar benefícios ao alimento onde estão. Podem ser enzimas, vitaminas, exopolissacarídeos, adoçantes, probióticos e compostos com atividade antimicrobiana”, disse.

E é nessa atividade antimicrobiana que está o interesse da pesquisa feita no FoRC e no Cerela. “Esses agentes antimicrobianos, que podem ser usados tanto na área médica como na conservação de alimentos, são também muito variados. Podem ser ácidos orgânicos, diacetil, peróxido de hidrogênio, dióxido de carbono, compostos de baixo peso molecular e, principalmente, as bacteriocinas”, contou Franco, que é membro da Coordenação da Área de Engenharia e da Coordenação Adjunta do Plano Diretor de Ciência, Tecnologia e Inovação para o Estado de São Paulo da FAPESP.

A pesquisadora explica que as bactérias láticas são utilizadas como bioconservantes em alimentos há milênios – cerca de 6 mil anos a.C. –, sem que se soubesse qual era o composto químico responsável pela conservação.

“Um exemplo de aplicação prática das bacteriocinas na conservação de alimentos está no controle da bactéria Listeria monocytogenes, um patógeno que causa doenças de gravidade variada, podendo levar até a morte um indivíduo afetado. Trata-se de um microrganismo psicrotrófico, isto é, que se multiplica em ambiente refrigerado, em temperaturas em que são armazenados os alimentos. É resistente ao sal e a desinfetantes e tem a capacidade de aderir à superfície dos equipamentos utilizados pela indústria de alimentos, formando os chamados biofilmes. E sobrevive por longo tempo nesses ambientes”, disse Franco.

Nova definição

Franco explica que a definição científica usada desde 1994 para as bacteriocinas afirma que sua atividade é importante apenas contra outras bactérias com as quais elas são geneticamente relacionadas. E aí entra outra contribuição da pesquisa feita no FoRC.

“Nós estamos contribuindo com informações e mostrando que essa classificação precisa ser revista. Em um artigo publicado por nosso grupo com nossos parceiros argentinos, mostramos que as bacteriocinas são ativas também contra vírus e contra leveduras”, disse.

“Também conseguimos resultados importantes ao encapsular bacteriocinas em nanovesículas de lipídeos, protegendo as bacteriocinas da própria ação da matriz alimentar”, contou Franco.

As descobertas salientam a importância de pesquisas sobre as bacteriocinas e outros compostos com atividade funcional. Com tanto potencial de aplicação, o interesse tem sido cada vez maior.

“Estudos com bacteriocinas têm crescido muito nos últimos anos, com um grande aumento no número de publicações científicas sobre o tema em todo o mundo, inclusive no Brasil. Mas precisamos de mais estudos para melhorar o conhecimento atual das possíveis aplicações das bacteriocinas para a conservação de alimentos”, disse Franco.

“Entretanto, é importante destacar que as bacteriocinas não são uma panaceia que vai resolver o problema da contaminação de alimentos. Elas são uma ferramenta a mais, que podem ser usadas em conjunto com outros métodos de preservação de alimentos. Sua atividade depende, por exemplo, da própria cepa da bactéria, da matriz alimentar onde se encontra e é afetada por fatores ambientais”, disse.

Na palestra em Buenos Aires, Franco falou também sobre um projeto conduzido em parceria com pesquisadores da Universidad Tucumán e do Cerela, selecionado em chamada de proposta lançada pela FAPESP em parceria com o Conicet.

No projeto, os pesquisadores buscam bactérias láticas produtoras de vitaminas em produtos artesanais na Argentina e no Brasil para a produção de alimentos funcionais, enriquecidos com folatos e riboflavinas.

Pão sem glúten

O painel “Alimentos Funcionais”, que teve como coordenadora a professora Maria Cristina Añon, da Universidad Nacional La Plata, contou com palestra de Maria Taranto, pesquisadora do Departamento de Biotecnologia em Alimentos do Cerela, que falou sobre o uso de probióticos láticos em alimentos funcionais.

Vanessa Dias Capriles, professora na Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), falou sobre desafios tecnológicos e nutricionais na panificação sem glúten. Em pesquisa com apoio da FAPESP por meio do programa Jovens Pesquisadores em Centros Emergentes, ela busca desenvolver pão sem glúten com boa qualidade tecnológica, tanto nutricional como sensorial, “de modo a contribuir para a melhor nutrição, saúde e qualidade de vida dos indivíduos celíacos”.

Capriles destacou que a doença celíaca é uma das intolerâncias alimentares de maior prevalência mundial e está impulsionando a demanda por produtos sem glúten. “Entretanto, o glúten é uma proteína estruturante essencial para a elaboração de pães. Por isso, a obtenção de pães sem glúten é um desafio tecnológico”, disse.

Encerrando o painel, Daniel Barrio, professor na Universidad Nacional de Río Negro, falou sobre peptídeos bioativos provenientes de proteínas alimentares.

Apresentações feitas na FAPESP Week Buenos Aires e mais informações sobre o simpósio estão em: www.fapesp.br/week2015/buenosaires. 

Link:

http://agencia.fapesp.br/bacterias_combatem_bacterias_para_conservar_alimentos/20966/

Óleo essencial do alecrim-de-tabuleiro é testado para fins agropecuários

19/01/2015

Lippia Gracilis/Foto: Elenilda Dias

As plantas medicinais vêm ganhando espaço como fonte de compostos bioativos em pesquisas científicas. Uma equipe multidisciplinar composta por pesquisadores e instituições de pesquisas em Sergipe vem desenvolvendo estudos com óleo essencial de Lippia gracilis.

A Lippia gracilis é uma vegetação muito encontrada no semi-árido sergipano, típica da região Nordeste e conhecida como alecrim-de-tabuleiro.

O principal objetivo da pesquisa é elaborar produtos agropecuários com plantas medicinais que sejam eficientes e não coloque em risco a agricultura orgânica. A pesquisa foi submetida ao edital do Programa de Desenvolvimento Científico e Regional (DCR) com os recursos da Fundação de Apoio à Pesquisa e à Inovação Tecnológica de Sergipe (Fapitec/SE).

Fruto de trabalho intenso, pesquisadores da Embrapa Tabuleiros Costeiros e a Empresa de Desenvolvimento Agropecuário de Sergipe (Emdagro), com o apoio da Universidade Federal de Sergipe ( UFS) e do professor e supervisor do projeto Marcelo Mendonça, os pesquisadores vem executando a pesquisa há um ano com óleo essencial de Lippia gracilis visando a criação de produtos agropecuários no combate aos fungos, bactérias, carrapatos e insetos em geral.

De acordo com a pesquisadora e coordenadora do projeto Elizangela Mércia, a planta Lippia gracilis ( alecrim-de-tabuleiro) é um tipo de alecrim que além de ser uma planta atrativa , contém cheiro agradável e é fácil do produtor conduzir. “Percebemos que a Lippia gracilis não tem ataque de insetos e nem patógenos. É uma planta que nós colocamos no campo e ela desenvolve sem problema nenhum, então a partir daí vimos que ela poderia ter um potencial de uso como medicamentos de produtos agrícolas.”, explica.

Elizangela Mércia ressalta que os primeiros experimentos estão sendo feito in vitro que é justamente para saber se o carrapato, os fungos da laranja e do coqueiro vão resistir à ação do óleo. “É nesses três aspectos que estamos desenvolvendo um produto em si. Nós primeiros testamos os carrapatos. Já no coqueiro nós fizemos teste em laboratório e agora estamos infectando as mudas, percebemos que o óleo tem uma ação muito forte com pequenas quantidades utilizadas, questão de miligrama de óleo já mata o fungo que é a resinose do coqueiro. Nós trabalhamos infectando tanto as mudas quanto as plantas adultas que esses fungos atacam. A fase da infecção é para saber o potencial do produto se realmente funciona como também identificar se o produto vai causar algum problema ou danos nas plantas”, ressalta.

Segundo Elizangela Mércia, a pesquisa é muito importante para o estado de Sergipe. “A importância dessa pesquisa vem a partir da planta por ser medicinal e muito comum em nosso estado. Além disso, é muito fácil de plantar, fácil de conduzir. É uma planta eu não exige adubação química e resisti às altas temperaturas então é muito fácil o produtor ter suas terras. Vimos que o produto oriundo dessa planta vai para beneficiar diversas áreas, tanto o pequeno produtor aos demais produtores. Além de ser o produto barato vai funcionar como fitoterápicos, pois não contém produtos químicos que possa deixar resíduos”, destaca Mércia.

A pesquisadora explica ainda que a resinose do coqueiro atinge todo estado de Sergipe e é uma doença problemática, pois mata toda produção de cocos. “O fungo não mata a planta de uma vez, ele vai debilitando a plantação aos poucos. Uma planta perene como coqueiro é muito complicado por que se for ter 1000 mil cocos por hectare, não irá produzir essa quantidade. Vai diminuir gradativamente metade da produção, depois 40% até cair toda produção”, explica. “Já a podridão floral dos citros da laranja derruba a folha e a flor ainda em formação”, acrescenta. Resultados Os pesquisadores partiram de Sergipe e foi até o norte da Bahia em Rio Real coletar as plantas de Lippia gracilis para fazer um estudo caracterizando toda planta tanto na parte química, física e molecular. “Nós temos um banco de germoplasma todo caracterizado. Já temos toda parte agrícola dessa planta, sabemos o espaçamento, adubação e irrigação. Então se o produzir quiser plantar nós temos tudo e ainda forneceremos as mudas para aquele produtor, disse”.

Um dos principais resultados da pesquisa é que planta por ser medicinal não existe sazonalidade. De acordo com Elizangela Mércia , a planta não varia a composição química seja na temperatura, no tipo de solo, na chuva ou na água ela não muda. “Na composição química do sol ela é a mesma do primeiro dia do ano ao último”, complementa. Próximos passos Segundo a pesquisadora, Elizangela Mércia os próximos passos da pesquisa é levar os produtos para o uso em campo. “Nós já temos desenvolvidos dois produtos, óleo em pó e a emulsão oleosa. Então vamos testar esses dois produtos em campo. Já detectamos que o óleo em pó foi mais eficiente no controle aos carrapatos em bovinos e a emulsão no combate aos fungos, conta”

De acordo com Elizangela, foram feitos outros testes com pragas a mosca negra e o psilídeo da laranja. “Vimos que o óleo também é eficiente para combater pragas, então vamos ampliar e dar continuidade a pesquisa nesses próximos anos no combate aos insetos”, acrescenta.

Fonte: Ascom Fapitec

Link:

http://www.organicsnet.com.br/2015/01/oleo-essencial-do-alecrim-de-tabuleiro-e-testado-para-fins-agropecuarios/

The Benefits of Lavender Essential Oil

Agricultural biodiversity and plant defense: the potential of varietal mixtures for insect pest management

 

 

http://www.bioversityinternational.org/e-library/publications/detail/agricultural-biodiversity-and-plant-defense-the-potential-of-varietal-mixtures-for-insect-pest-mana/

País ganha um novo inseticida natural, que pode controlar o avanço da lagarta-do-cartucho

Foto: Embrapa

O Brasil tem mais uma arma para enfrentar a lagarta-do-cartucho, o inimigo número um dos produtores de milho. É o óleo essencial extraído da planta Piper tuberculatum, conhecida como pimenta-de-macaco. O novo inseticida natural pode controlar o avanço da lagarta-do-cartucho, praga que todo ano compromete até 40 por cento da produção de milho no País, causando grandes prejuízos. Além de repelente, o óleo é biocida, mata a lagarta logo nas primeiras aplicações.

A conclusão é de uma pesquisa da Embrapa, realizada durante três anos, em Teresina. No estudo, concluído este ano pelo pesquisador Paulo Henrique Soares, da Embrapa Meio-Norte, ficou comprovada também a eficiência do óleo essencial no combate a outras pragas, como a vaquinha – Cerotoma arcuatus, pulgão preto – Aphis craccivora e o percevejo – Crinocerus sanctus, que atacam principalmente o feijão-caupi.

Esse óleo tem 54 substâncias químicas naturais. O desafio da pesquisa agora é identificar quais ou qual dessas substâncias têm ação direta no extermínio dos insetos. São necessárias também pesquisas para definir o melhor manejo da planta, como espaçamento, adubação e irrigação, para uma maior produção de óleo por unidade de área. A Piper tuberculatum é uma planta que predomina em regiões tropicais, como o Nordeste brasileiro, e em áreas onde há um bom volume e frequência regular de chuvas.

O potencial inseticida do óleo da pimenta-de-macaco foi aferido em laboratório e em ensaios de campo, buscando o controle de pragas na agricultura orgânica e de base familiar. Em laboratório, o primeiro passo foi extrair, através de um destilador, o óleo das folhas e frutos do material vegetal seco em estufa e com circulação de ar. Em seguida, houve todo o processo de desenvolvimento dos insetos no laboratório de entomologia, com temperatura de 25 graus celcius, fotofase – com luz e no escuro – de 12 horas e 60 por cento de umidade relativa do ar.

No experimento em campo, os pesquisadores usaram uma área de 2.500 metros quadrados com plantação do milho CMS 47. As plantas foram infestadas artificialmente com as lagartas desenvolvidas em laboratório. As aplicações com o óleo essencial e um tratamento com um inseticida químico recomendado para o controle da lagarta foram feitas simultaneamente na mesma área, 24 horas após a infestação.

As observações ao experimento aconteceram, seguidamente, 24, 48 e 72 horas após as aplicações. Em todas as observações, a eficácia do óleo essencial no combate às lagartas foi praticamente a mesma do inseticida químico, segundo o pesquisador Paulo Henrique Soares. Os ensaios em campo foram conduzidos na base física da Unidade durante um ano.

No Brasil, de Norte a Sul, os agricultores já usam inseticidas naturais no combate a pragas e doenças. Os mais conhecidos e usados são óleos essenciais da folha de canela – Cinnamomum zeylanicum, da folha de louro – Laurus nobilis, da folha de goiaba – Psidium guajava e de sementes de nim – Azadirachta indica. A eficácia deles foi comprovada em pesquisas realizadas na Universidade de São Paulo e na Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, há quase 10 anos.

Um novo caminho para mais pesquisas

O resultado desse estudo, no entender do analista em agronomia Francisco Kim de Oliveira, da Embrapa Meio-Norte, abre uma trilha para novas pesquisas com plantas nativas, cujas essências podem gerar produtos alternativos para o controle de pragas e doenças, “dando sustentabilidade à cadeia produtiva de alimentos, e reduzindo, assim, o uso de agrotóxicos”.

O professor Flávio Luiz Crespo, coordenador adjunto do Núcleo de Estudo, Pesquisa e Extensão em Agroecologia e Agricultura Orgânica da Universidade Estadual do Piauí, é outro otimista com as pesquisas em plantas nativas. Ele vê o trabalho desenvolvido pela Embrapa como “uma excelente alternativa” no controle de pragas como a lagarta-do-cartucho-do-milho.

Crespo lembra que a produção agrícola convencional “trava uma verdadeira guerra contra os insetos, que estão no mundo há 250 milhões de anos, causando prejuízos econômicos e ambientais, devido ao uso de inseticidas químicos”. E mesmo com todo o “aparato de guerra”, como o professor classifica as ações dos produtores para vencer as pragas, a produção de milho no Brasil ainda “quebra” todo ano em até 40 por cento.

Vigilância permanente

Uma das maiores produtoras de milho da região Meio-Norte, a Fazenda Santa Luzia, no município de São Raimundo das Mangabeiras, a 923 quilômetros ao sul de São Luís, trabalha em alerta permanente contra a lagarta-do-cartucho-do-milho. Todo ano, segundo o gerente operacional da fazenda, Adelmo Oliveira Gomes, 100 por cento dos 1.700 hectares plantados com milho são atacados pela praga.

Para enfrentar o inimigo e espantar o prejuízo, a fazenda gasta R$ 250 por hectare com sementes transgênicas e inseticidas químicos. “Se não houvesse essa preocupação com o controle da lagarta-do-cartucho a nossa produção teria uma quebra de safra em torno de pelo menos 30 por cento”, disse Adelmo Oliveira Gomes. Nas duas safras anuais, a Fazenda Santa Luzia produz 9,3 toneladas de milho por hectare, uma média considerada excelente em todo o País.

Em 2013, segundo o IBGE, a produção brasileira de milho alcançou quase 81 milhões de toneladas, numa área colhida de mais de 15 milhões de hectares. Com 20,1 milhões de toneladas, o estado do Mato Grosso ficou em primeiro lugar na produção. O Paraná seguiu na segunda posição com nada menos do que 17,4 milhões de toneladas. O terceiro colocado foi o estado de Goiás, com uma produção de 7,4 milhões de toneladas.

As exportações brasileiras com milho no ano passado mantiveram o País em destaque no comércio internacional. Segundo o Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior, o Brasil vendeu 26,6 milhões de toneladas de milho. O faturamento alcançou US$ 6,2 bilhões. Os países que mais importaram o produto do Brasil foram, por ordem, Coreia do Sul, Japão e Estados Unidos. Até outubro deste ano, o Brasil já exportou 14,2 milhões de toneladas de milho, faturando quase US$ 3 bilhões, segundo a Secretaria de Comércio Exterior.

O avanço dos orgânicos

As pesquisas com produtos orgânicos, principalmente hortaliças, têm avançado no Brasil. A Embrapa Agrobiologia, instalada no município de Seropédica, na região metropolitana do Rio de Janeiro, executa hoje seis projetos de pesquisa agroecológica. Cinco deles são conduzidos em parceria com pequenos agricultores orgânicos ou em transição à agroecologia. A Associação de Agricultores Biológicos do Rio de Janeiro – ABIO, que trabalha em parceria com a Embrapa, tem hoje 280 associados em 36 dos 92 municípios do Estado. A maioria se concentra na região serrana.

Em 2014, o ano internacional da agricultura familiar, produtos cultivados organicamente em praticamente todo o País, como o milho, avançaram em produção e aceitação. Dados do Instituto de Defesa do Consumidor, o Idec, que é sediado em São Paulo, registram mais de 370 feiras de produtos orgânicos em pelo menos 130 cidades de 24 estados brasileiros.

A entidade já tem até um mapa das feiras na internet, para cadastrar produtores, associações e cooperativas de produtos orgânicos ou agroecológicos. Todo mês, segundo o Idec, cerca de 10 mil consumidores acessam o mapa das feiras orgânicas. Na página, pode-se encontrar o endereço de feiras especializadas, horários de funcionamento e os produtos regionais vendidos nos locais. O mapa (http://www.feirasorganicas.com.br ) mostra também quais são as frutas, verduras e legumes da estação de cada região.

Por Fernando Sinimbu, Agência Embrapa de Notícia

Publicado no Portal EcoDebate, 05/12/2014

Receitas de Plantas com Propriedades Inseticidas no Controle de Pragas

http://www.cnpq.br/documents/10157/922e31c5-6089-490e-b080-95843d86b2b9

Praga agrícola produz substância antiaderente como estratégia de adaptação

09 de outubro de 2014

Pesquisadores da USP e da University of California em Berkeley constatam que a Xylella fastidiosa produz partículas nanométricas de lipídeo para transitar e espalhar-se mais facilmente na planta (imagem: Paulo Zaini)

Por Elton Alisson

Agência FAPESP – A bactéria Xylella fastidiosa, causadora de uma série de doenças em citros, videiras e café, adota diferentes estratégias de adaptação para sobreviver ao ambiente em que vive.

A fim de colonizar o aparelho bucal dos insetos vetores e contaminar as plantas quando esses animais se alimentam da seiva das culturas agrícolas, a bactéria apresenta-se em um estado “grudento” ou adesivo. Ao ser inoculada na planta pelo inseto vetor, a bactéria passa para um estado antiaderente, de modo a transitar e espalhar-se mais facilmente no interior dos vasos do xilema (tecidos) das plantas.

“A Xylella fastidiosa tem um estilo de vida duplo. Ela precisa alternar essas duas estratégias de adaptação para sobreviver”, disse Aline Maria da Silva, professora do Instituto de Química (IQ) da Universidade de São Paulo (USP), à Agência FAPESP.

Um estudo realizado por pesquisadores do grupo de Silva no Departamento de Bioquímica do IQ, em colaboração com colegas do Departamento de Plantas e Biologia Microbiana da University of California (UC) em Berkeley, nos Estados Unidos, demonstrou que a Xylella fastidiosa regula a transição dessas estratégias de adaptação por meio da produção de vesículas (bolhas) de lipídeos em escala nanométrica (da bilionésima parte do metro).

Resultado de um projeto de pesquisa de pós-doutorado, orientado por Silva e realizado com apoio da FAPESP, a descoberta foi descrita em um artigo publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

O artigo foi recomendado pelo Faculty of 1000, um site criado nos Estados Unidos que identifica e recomenda artigos considerados importantes em Biologia e Medicina, selecionados por um comitê composto por cientistas e médicos de diferentes países.

“Propomos no artigo que a produção das vesículas de membrana externa pela Xylella fastidiosa é uma espécie de ajuste fino realizado pela bactéria para aderir ou não ao ambiente que coloniza, dependendo da circunstância”, disse Silva.

O grupo de pesquisadores da UC Berkeley já havia identificado recentemente que a Xylella fastidiosa secretava um tipo de sustância que bloqueava a adesão da bactéria às paredes dos vasos do xilema das plantas. Não se sabia, contudo, qual era a substância exatamente.

Por meio de uma colaboração iniciada em 2011 com Steven Lindow, professor da universidade americana, os pesquisadores investigaram em conjunto a natureza dessa substância que confere à bactéria um efeito “teflon”.

A principal suspeita recaiu sobre as vesículas de membrana externa, uma vez que bactérias gram-negativas, como a Xylella fastidiosa, secretam o tempo todo essas pequenas bolhas de lipídeos, com tamanho que varia de 20 a 100 nanômetros, contou Silva.

“As funções dessas vesículas de membrana externa em outras bactérias já são bastante estudadas”, afirmou. “No caso dos patógenos humanos, elas desempenham as funções de carregar proteínas, fatores de virulência e antígenos durante as infecções. Mas em fitopatógenos [organismos causadores de doenças em plantas], como a Xylella fastidiosa, os estudos ainda eram muito incipientes.”

A fim de tentar preencher essa lacuna, os pesquisadores avaliaram por meio de um conjunto de diferentes técnicas de análise se a Xylella fastidiosa também produzia vesículas de membrana externa, o tamanho dessas bolhas em relação à bactéria e, principalmente, a função desempenhada por elas.

Os resultados das análises demonstraram que as vesículas de membrana externa, de fato, proporcionam um efeito antiaderente à bactéria.

Quando está no aparelho bucal dos insetos vetores, a Xylella fastidiosa produz uma quantidade de vesículas de membrana externa suficiente apenas para que possa se desprender do animal e infectar a planta, enquanto ele se alimenta da seiva.

Já ao infectar a planta, a bactéria passa a produzir maior quantidade dessas bolhas para invadir e movimentar-se pelos vasos do xilema.

Ao colonizar a planta suficientemente, a bactéria interrompe a produção das vesículas de membrana externa de modo a se juntar com outras bactérias semelhantes a ela e formar um biofilme no interior dos vasos do xilema da planta para aumentar sua virulência.

“A bactéria precisa encontrar uma forma de se espalhar pela planta após infectá-la. E as vesículas de membrana externa são uma das armas utilizadas por ela para atacar a planta”, avaliou Silva.

Mecanismo de ação

Os pesquisadores identificaram que um dos mecanismos utilizados pela Xylella fastidiosa para controlar a produção de vesículas de membrana externa e a transição da fase “grudenta” para a antiaderente é uma molécula chamada DSF.

O DSF faz a sinalização para a Xylella fastidiosa de quantas bactérias semelhantes a ela estão no ambiente. Ao adentrar um microambiente, como o intestino de um inseto vetor ou o xilema de uma planta, a bactéria produz e libera o DSF. Com base na quantidade do hormônio já existente no ambiente produzido por outras bactérias semelhantes a ela, a Xylella fastidiosa consegue estimar a densidade de sua população.

Se há muitas bactérias até então isoladas no ambiente, elas coletivamente diminuem a produção de vesículas de membrana externa e produzem moléculas de adesão de modo a formar um biofilme para sobreviver às intempéries do ambiente.

Da mesma forma, se percebem, por meio da liberação de DSF, que há poucos integrantes de seu grupo no ambiente elas aumentam a produção de vesículas de membrana externa para explorar melhor o lugar, explicou Silva.

“Constatamos que, quanto mais bactérias houver em um microambiente e quanto mais juntas estiverem, menor é a produção de vesículas de membrana externa”, disse a pesquisadora. “Por outro lado, quanto mais isoladas estiverem, maior é a produção de vesículas de membrana externa para poderem se espalhar mais facilmente”.

A constatação foi feita por meio de uma cepa de Xylella fastidiosa sem um gene fundamental para produção do DSF – o mutante ΔrpfF –, desenvolvido pelo grupo de pesquisadores da UC Berkeley por meio de técnicas de engenharia genética.

Os pesquisadores observaram que essa cepa mutante da bactéria produzia uma quantidade de vesículas de membrana externa cinco vezes maior que as bactérias sem mutação genética.

“Quanto mais vesículas de membrana externa as bactérias mutantes produziam, mais virulentas eram. Elas grudavam menos e se espalhavam melhor e mais rapidamente pela planta, que ficava mais contaminada por elas”, afirmou Silva.

Técnicas analíticas inovadoras

A avaliação da produção de vesículas de membrana externa de Xylella fastidiosa foi feita por meio de análises da seiva de plantas contaminadas pelas bactérias selvagens e mutantes.

Para identificar e quantificar a produção de vesículas, os pesquisadores usaram o marcador proteico XadA1, que revela a existência das vesículas em uma solução, como a seiva da planta, por exemplo.

Por meio de microscopia eletrônica de varredura (capaz de produzir imagens de alta resolução da superfície de uma amostra) e de microscopia de fluorescência, os pesquisadores visualizaram diretamente as vesículas de membrana externa interagindo com superfícies e com as bactérias na seiva das plantas.

Além das técnicas analíticas mais convencionais, também utilizaram metodologias até então inéditas em estudos dessa natureza, como a Nanoparticle Tracking Analysis (NTA), contou Paulo Adriano Zaini, pós-doutorando orientado por Silva e que compartilha a primeira autoria do artigo com o também pós-doutorando na UC em Berkeley Michael Ionescu.

“Somos um dos primeiros grupos de pesquisadores a usar esse método de análise que possibilita fazer um rastreamento de nanopartículas em uma solução”, afirmou.

A metodologia era utilizada até então para estudar vesículas em células humanas, como as tumorais, que as produzem em grande quantidade para se deslocar mais facilmente, explicou Zaini. No estudo, os pesquisadores usaram um equipamento do A.C. Camargo Cancer Center.

“Essa é uma abordagem muito original para o estudo de bactérias. Acreditamos que influenciará outros grupos de pesquisa em bactérias”, estimou.

Os pesquisadores também utilizaram uma técnica denominada microfluídica, na qual Zaini é especializado. A técnica possibilita simular os vasos do xilema de uma planta em laboratório por meio de cânulas de vidro microscópicas, com diâmetro de 50 micrômetros.

Por meio dessa técnica, os pesquisadores mediram a força com que as bactérias são arrancadas da superfície das cânulas na ausência ou na presença de vesículas de membrana externa.

“Conseguimos demonstrar que as bactérias, na ausência de vesículas de membrana externa na superfície das cânulas, conseguem resistir a uma velocidade muito mais alta de fluxo da seiva e grudar no vidro”, disse Zaini. “Já nas cânulas recobertas com as vesículas de membranas as bactérias se desprendiam mais rapidamente.”

O artigo Xylella fastidiosa outer membrane vesicles modulate plant colonization by blocking attachment to surfaces (doi: 10.1073/pnas.1414944111), de Zaini e outros, pode ser lido na revista PNAS em www.pnas.org/content/111/37/E3910.abstract. 

Link:

http://agencia.fapesp.br/praga_agricola_produz_substancia_antiaderente_como_estrategia_de_adaptacao/19990/