Trabalho demonstra potencial aplicação de técnicas espectroscópicas

Detecção precoce de patógenos em plantas é investigada em pesquisa interinstitucional

Estudos envolveram pesquisadores do Instituto de Física da UFMS e do Conselho Nacional de Pesquisa da Itália

Parceria internacional entre pesquisadores do Grupo de Óptica e Fotônica (GOF), ligado ao Instituto de Física (Infi) da UFMS, e pesquisadores italianos, investigou técnicas inovadoras para detecção de patógenos em plantas. Os estudos foram liderados por Giorgio Senesi, do Conselho Nacional de Pesquisa da Itália, e por Bruno Marangoni, membro do GOF e pesquisador do Sisfóton/UFMS.

“A planta doente geralmente apresenta algum estresse biótico, interferindo no seu equilíbrio hormonal e sinal molecular, sendo indicadores relevantes dos mecanismos de defesa da planta que atuam para limitar a disponibilidade de nutrientes para patógenos e sua capacidade de aproveitar o metabolismo da planta a seu favor. A complexidade dessas interações deve ser devidamente considerada em estudos de resistência da planta hospedeira a ataques de patógenos”, detalha Bruno. “Devido a esse processo complexo, o nosso grupo com o pesquisador italiano Giorgio Senesi, teve a ideia de analisar os sinais moleculares e elementares espectroscópicos das plantas doentes e sadias e verificar a presença de padrões específicos para identificar se a planta estava ou não infectada. O objetivo era verificar o potencial de um diagnóstico precoce”,

Os pesquisadores demonstraram que as técnicas fotônicas de imagem de fluorescência de clorofila (CFI) e espectroscopia de plasma induzida por laser (LIBS) podem ser usadas para avaliar a quantidade de clorofila em plantas e, consequentemente, serem aplicadas como tecnologias inovadoras para a detecção precoce de patógenos. Eles explicam que as técnicas foram aplicadas em dois sistemas modelos patogênicos: plantas de tomate infectadas por Melodoigyne incognita e plantas de tabaco infectadas pelo vírus Cymbidium ringspot. Isso foi feito de tal forma a obter evidências experimentais de que ambos os métodos apresentam potencial de utilização para serem aplicados no processo de detecção precoce de sintomas de ataques de patógenos.

“A parceria com o pesquisador Senesi vem de longa data. Vários trabalhos já foram realizados em conjunto. Especificamente para esse trabalho, a parceria surgiu da oportunidade gerada por projeto de Apoio a Pesquisador Visitante do CNPq na qual o pesquisador italiano pode vir para o Brasil e ficar duas semanas trabalhando e colaborando nos laboratórios de óptica e fotônica da UFMS”, ressalta Marangoni. Sobre as atribuições dos pesquisadores, ele comenta que o grupo brasileiro trabalhou mais especificamente com o desenvolvimento de medidas experimentais e análises de dados, enquanto que o grupo Italiano foi responsável pela descrição fisiológica e preparo das amostras.

Relevância e destaque

Segundo Bruno, com o surgimento da agricultura de precisão, o desenvolvimento de métodos rápidos e reprodutíveis para detectar ataque do patógeno a plantas de maneira precoce é muito importante e desejável para evitar perdas na produção. “Dessa forma, o trabalho demonstra potencial aplicação das técnicas espectroscópicas (LIBS e CFI) no diagnóstico precoce para esse tipo específico de patologia estudado”, complementa.

Recentemente, o trabalho ganhou destaque e foi capa do volume 9 da revista Photonics (veja aqui). O artigo intitulado Chlorophyll Fluorescence Imaging (CFI) and Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) Applied to Investigate Tomato Plants Infected by the Root Knot Nematode (RKN) Meloidogyne incognita and Tobacco Plants Infected by Cymbidium Ringspot Virus foi submetido em julho. “Apenas um mês após a submissão, o trabalho foi aceito. Devido a sua relevância, reconhecida pelos revisores, o editor da revista nos convidou para ser capa do volume, dando destaque especial para o trabalho na publicação e aumentando o poder de divulgação e alcance do mesmo”, ressalta Bruno.

Próximos passos

“Nosso grupo já tem experiência com processos similares de diagnósticos. Como exemplo, podemos citar: diagnóstico de leishmaniose canina; diferenciação de flebotomíneos; identificação de vigor de sementes de soja; identificação de tipos de braquiária; identificação de variedades de arroz; entre outros”, lembra Bruno.

De acordo com o pesquisador do GOF, os próximos passos estão focados em melhorar a infraestrutura do laboratório na tentativa de agregar mais técnicas espectroscópicas aos experimentos e assim aumentar o leque de possibilidade de aplicações. “Outra etapa importante é dedicada a formação de recursos humanos qualificados (mestrado e doutorado), para auxílio e desenvolvimento dos protocolos estabelecidos”, finaliza Bruno.

 

Texto: Vanessa Amin

Fotos e imagens: Vanessa Amin/Acervo GOF