A cada ano, as doenças das culturas causam perdas devastadoras na produção agrícola, ameaçando a segurança alimentar e o sustento de milhões de agricultores. No coração do Alentejo, um projeto inovador está a usar o poder da genómica para ajudar a combater essas ameaças invisíveis. O Projeto AlViGen, que conta com a participação dos investigadores do InnovPlantProtect, Rute Rego e João Bilro, está a abrir caminho para uma nova era de vigilância e proteção das culturas.
O Problema e a Solução
“A ferrugem amarela no trigo e a gafa do olival são verdadeiros flagelos para os agricultores”, explica Rute Rego, investigadora do AlViGen. “Estas doenças podem dizimar colheitas inteiras, levando a perdas económicas severas e comprometendo a qualidade dos alimentos.”
Mas o AlViGen não se limita a observar o problema. A equipa está a usar tecnologia de ponta para detetar e identificar as estirpes dos fungos causadores destas doenças, muito antes de os sintomas se tornarem visíveis.
“Utilizamos armadilhas para recolher esporos que circulam no ar,” continua Rute. “Estas armadilhas permitem-nos monitorizar a presença dos fungos em tempo real, o que nos dá uma vantagem importante na prevenção de infeções.”
Mas a magia acontece no laboratório, onde a equipa extrai o DNA dos esporos e realiza análises genómicas avançadas, recorrendo a tecnologia poderosa de sequenciação de DNA, baseada no método de metabarcoding, realizada com tecnologia de ponta como o sequenciador portátil Nanopore.
Desvendar o Código Genético dos Fungos
Para explicar melhor o que é o metabarcoding e a sua vantagem para detetar a presença de espécies ou estirpes de fungos causadores de doenças nas culturas, a investigadora dá o exemplo de um saco cheio de diferentes tipos de grãos: arroz, feijão, milho que está a ser analisado pelo leitor. “O metabarcoding é como colocar uma etiqueta única (um ‘código de barras’) em cada tipo de grão. Depois, pode misturar todos os grãos numa única amostra e, ao ler as etiquetas, consegue identificar a quantidade de cada tipo de grão presente.”
No caso do AlViGen, esta técnica permite analisar mútiplas espécies de fungos ao mesmo tempo (em múltiplas amostras), cada uma com o seu ‘código de barras’ genético e “identificar exatamente quais os fungos presentes, mesmo em pequenas quantidades”, explica a investigadora.
E qual é o impacto prático deste método para monitorizar e prever a doença? A investigadora do projeto AlViGen consegue identificar, com alta precisão, o momento em que o agente patogénico começa a surgir no campo, o que possibilita alertar os agricultores em tempo real sobre o risco da doença. Os produtores podem adotar medidas preventivas e aplicar os produtos necessários para evitar a infeção, contribuindo para uma resposta rápida e eficaz na prevenção de doenças.
A Linha do Tempo da Evolução dos Fungos
A investigação do AlViGen não se limita a identificar os microrganismos prejudiciais às culturas; também procura compreender a sua evolução e diversidade. João Bilro, outro investigador do projeto, dedica-se ao estudo da filogenia do fungo Colletotrichum, um microrganismo responsável por causar a gafa ou antracnose, uma doença que afeta o olival em Portugal. Esta doença afeta sobretudo as azeitonas, o que compromete a qualidade do azeite.
“A filogenia é crucial para compreender como as diferentes estirpes de Colletotrichum estão relacionadas e como evoluíram ao longo do tempo,” explica João. “Assim como uma árvore genealógica traça a história de uma família, mostrando como os membros estão relacionados uns aos outros, as árvores filogenéticas revelam as relações evolutivas entre as diferentes estirpes deste fungo. Cada ramo da árvore representa uma linhagem evolutiva, e os nós indicam os ancestrais comuns. Ao comparar as sequências de DNA dessas estirpes, podemos reconstruir sua história evolutiva, identificando quais são mais próximas ou distantes geneticamente, e assim, inferir sobre características, como a virulência ou resistência a fungicidas”, revela.
Este conhecimento permite aos investigadores identificar padrões de disseminação e adaptação do fungo, o que é fundamental para desenvolver estratégias mais eficazes para conter e/ou reduzir os danos que este fungo causa aos olivais portugueses.
“Um dos desafios da nossa investigação é a grande diversidade genética do Colletotrichum,” admite João. “No entanto, ao desvendar os seus segredos evolutivos, estamos a abrir caminho para o desenvolvimento de métodos de deteção e controlo mais precisos e direcionados.”
Foto da esquerda: João Bilro, bioinformático do InnovPlantProtect, a estudar a filogenia do fungo Colletotrichum no âmbito do projeto AlViGen; Foto da direita: Rute Rego e João Bilro debatem ideias acerca do projeto AlViGen
O Futuro da Agricultura Começa Aqui
O Projeto AlViGen pretende ter um impacto significativo no panorama agrícola, especialmente no Alentejo, uma região com forte tradição agrícola. Ao fornecer aos agricultores ferramentas de deteção precoce e informação precisa sobre os microrganismos causadores de doenças nas culturas, o projeto pretende ajudar na tomada de decisões, permitindo aos agricultores proteger as suas culturas e reduzir as perdas de produção.
“O nosso objetivo final é capacitar os agricultores com o conhecimento e as ferramentas de que necessitam para proteger as suas culturas de forma sustentável,” afirma Rute. “Acreditamos que a vigilância genómica é uma ferramenta chave para o futuro da proteção das culturas.”
João Bilro concorda e acrescenta: “A investigação contínua é fundamental para acompanhar a evolução dos microrganismos prejudiciais e desenvolver novas estratégias de controlo sempre eficazes. No futuro, esperamos expandir o âmbito do AlViGen para incluir outros microrganismos e culturas, e tornar a vigilância genómica uma ferramenta acessível a todos os agricultores.”
A Ciência ao Serviço da Agricultura
O Projeto AlViGen, que conta com o apoio do Programa Promove da Fundação “la Caixa”, em parceria com o Banco BPI e a Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT), é um exemplo inspirador de como a ciência e a tecnologia podem ser aplicadas para resolver problemas reais e transformar a agricultura. Ao desvendar os segredos genéticos dos microrganismos das culturas, Rute Rego e João Bilro estão a abrir caminho para uma agricultura mais segura, sustentável e resiliente.
O combate às doenças das culturas continua, mas com o AlViGen, os agricultores podem finalmente ver o inimigo antes deste se tornar visível.
O artigo foi publicado originalmente em InnovPlantProtect.
