Nome do Projeto
Identificação de agentes causais de doenças e seu manejo em plantas de interesse comercial
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
01/03/2022 - 28/02/2026
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Agrárias
Resumo
Doenças de plantas são um dos principais fatores limitantes para altas produtividades além de comprometerem a qualidade dos produtos por reduzir o seu valor nutricional bem como pela sua contaminação devido a secreção de micotoxinas pelos patógenos fúngicos. Para o correto manejo da doença é preciso conhecer o agente causal e a eficácia das medidas de controle disponíveis. Assim, neste projeto visamos identificar agentes causais de doenças em plantas por meio da análise morfométrica do agente causal e suas estruturas típicas, complementado com o uso de técnicas bioquímicas ou analise de ácidos nucleicos. Adicionalmente, estudos voltados para compreensão dos mecanismos de defesa da planta com o patógeno serão realizados por meio da quantificação de metabolitos secundários da planta envolvidos na defesa, determinação da atividade de enzimas do sistema antioxidante, e dos metabolismos primário e secundário da planta, analise da formação de estruturas de defesa nos sitio de infecção pelo patógeno entre outros. Visando contribuir para obtenção de medidas de controle eficientes para o manejo da doença, estudos em casa de vegetação e campo serão realizados para determinar a eficácia isolado e combinadas de medidas culturais, genéticas, biológicas e químicas de controle e seu efeito na redução da intensidade da doença e ou da população do patógeno e o efeito na produtividade e qualidade do produto final.

Objetivo Geral

Identificar os patógenos associados a plantas no Sul do Brasil e buscar maior compreensão dos mecanismos de ataque do patógeno e de defesa da planta visando o manejo mais eficaz da doença.

Justificativa

Os patógenos de plantas são responsáveis por reduzir a produtividade das culturas e também a qualidade tanto por comprometer o valor nutricional quanto por sua contaminação por micotoxinas.
Conhecermos os patógenos que estão associados as plantas nos ajuda a entender os potenciais riscos de epidemias bem como planejar o manejo de áreas de cultivo visando reduzir o potencial de dano de cada patógeno. Para tal, é necessária uma atualização constante da diversidade de patógenos e sua variabilidade na população que podem comprometer a eficácia de medidas de manejo como o uso de cultivares resistentes, da rotação de culturas e os fungicidas. Nesse sentido, é vital conhecer os mecanismos de defesa (bioquímico e/ou estrutural) que as plantas utilizam contra a infecção de cada tipo de patógeno e quais as respostas de defesa atividades em cada situação. Ao conhecermos melhor a interação da planta com os patógenos é possível avaliar medidas de manejo que podem ser parte de métodos culturais, genéticos, químicos, físicos entre outros. Assim, a escolha das medidas de manejo mais eficiente e suas combinações poderão ser indicadas para cada situação especifica visando maximizar a produtividade da planta com o menor custo e dano ambiental.

Metodologia

Os experimentos serão realizados em condições de casa de vegetação e campo. Os estudos em ambiente controlado serão realizados na casa de vegetação pertencente do Departamento de Fitossanidade (DFS) da Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel da Universidade Federal de Pelotas-UFPEl. Estudos de campo serão realizados no Centro Agropecuário da Palma pertencente a UFPel. As análises fisiológicas, bioquímicas e agronômicas serão realizadas no Laboratório da Interação Planta-Patógeno – LIPP do DFS/FAEM/UFPel, no Laboratório de Nematologia do DFS/FAEM/UFPel e em outros laboratórios da Instituição a ser definido conforme demanda da analise.

IDENTIFICAÇÃO DE PATÓGENOS DE PLANTAS E DESCRIÇÃO DE DOENÇAS
Plantas sintomáticas serão amostradas e em seguida analisadas em laboratório. Quando a identificação do patógeno não for possível por meio da literatura disponível, procedimento para satisfazer os Postulados de Koch serão adotados para confirmar o agente causal da doença. Em se tratando de doença ou patógeno ainda não relatados na literatura, os procedimentos de identificação, utilizando analise morfométricas, testes bioquímicos e ou por meio de DNA serão empregados. Quando o patógeno for um potencial produtor de compostos tóxicos a saúde, como por exemplo produtor de micotoxinas, amostras afetadas pela doença poderão ser analisadas para quantificar a micotoxina presente por meio de cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC).

ESTUDOS EM CASA DE VEGETAÇÃO
Sementes ou outro material propagativo será utilizado para obtenção das plantas alvos do estudo. O cultivo será em vasos e o seu tamanho será definido com base na cultura em estudo.
A fertilização e a correção de pH do solo serão definidas com base na análise química do solo. Estudos envolvendo a análise do efeito da dose do fertilizante ou do corretivo de solo, as doses dos mesmos serão ajustadas conforme demanda do estudo.
Os patógenos utilizados nos estudos serão obtidos de plantas sintomáticas ou de coleções disponíveis na Instituição ou em Coleções oficiais. A multiplicação do patógeno será em laboratório utilizado meio de cultivo artificial, quando possível, ou mantido em plantas vivas em casa de vegetação. A inoculação da planta com o patógeno será por meio da aspersão da planta com a solução de inóculo, ou deposição direcionada do patógeno no órgão alvo do estudo (raiz, folha ou fruto).
Quando os estudos envolverem o uso de controle químico do patógeno, as doses, indicações dos produtos e modo de aplicação serão aquelas disponíveis no Agrofit.
As avaliações serão realizadas para quantificar a doença, por meio da determinação da incidência ou severidade, utilizado diagramas ou escalas de notas. Adicionalmente poderão ser determinadas outras variáveis relacionadas a doenças como taxa de expansão da lesão, eficiência de infecção, período de incubação e/ou latente, tamanho da lesão, conforme metodologia descrita em Dallagnol et al., 2009 (https://doi.org/10.1094/PHYTO-99-1-0116), bem como no caso de nematoides poderá ser determinado o fator de reprodução, entre outras variáveis.
Variáveis fisiológicas serão mensuradas por meio da determinação das trocas gasosas e a fluorescência da clorofila a utilizando equipamento apropriado para esse fim como o infrared gas analyzer (IRGA). Adicionalmente poderão ser quantificados pigmentos vegetais, concentração de açúcares, lipídeos e proteínas, bem como a concentração nos tecidos da planta de elementos minerais alvos do estudo ou por ele afetados.
O rendimento da cultura poderá ser estimado por meio da quantificação da biomassa produzida ou por meio da colheita dos frutos ou grãos, na fase de maturação fisiológica da cultura, e estimando a produtividade por unidade de área, ou por meio do peso individual da produção de cada planta ou peso de mil unidades, por exemplo o peso de mil grãos.

MECANISMO DE DEFESA DE PLANTAS

Amostras de tecidos de plantas expostas ao patógeno de interesse ou ao tratamento de interesse, bem como amostras de plantas controle, serão coletas e armazenadas em ultrafreezer, freezer ou solução apropriada à analise desejada.
Destas amostras poderão ser quantificados a concentração de compostos fenólicos solúveis totais ou individuais utilizando o equipamento de cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), a concentração de lignina e seus derivados, a concentração de espécies reativas de oxigênio, a concentração de aldeído malônico, e a atividade de enzimas do sistema antioxidante e enzimas de rotas metabólicas do metabolismo primário e ou secundário da planta. Compostos voláteis emitidos pelas plantas ou microrganismos poderão ser coletados e analisados por meio de cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas.
Adicionalmente, analises em microscópio estereoscópio (lupa), microscópio ótico, sem ou com fluorescência, microscópio eletrônico de varredura, e microscópio eletrônico de transmissão poderão sem empregados para complementar as análises.

ESTUDO EM CAMPO
Os estudos em campo serão realizados na Area Experimental da Fazenda Palma, da Universidade Federal de Pelotas ou em áreas de cultivo comerciais de produtores.
Nos estudos em campo será avaliado a resistência genética de cultivares aos principais patógenos da cultura, bem como o efeito de doses de fertilizantes ou corretivos de solo na intensidade e progresso de doença e na produtividade e qualidade do produto final. Como o enfoque é sempre o manejo de doenças incluindo o maior número de medidas de controle, estudos poderão ser realizados visando avaliar a combinação de controle cultural (rotação de culturas, sucessão de culturas, pousio, etc), ajustes no pH do solo e na concentração de fertilizantes utilizados, uso de controle biológico, uso de indutores de resistência (bióticos ou abióticos), uso de cultivares contrastantes em resistências as principais doenças e controle químico com produtos registrados para a cultura.
O efeito destas medidas de controle será mensurado por meio da quantificação das doenças ocorrentes nas plantas alvos do estudo e pela análise do progresso da doença em função do tempo. Adicionalmente, a produtividade por unidade de área e a qualidade final do produto, tanto no aspecto visual e nutricional quanto na qualidade industrial serão analisados. Ainda, havendo o risco de o produto final ser contaminado com micotoxinas, análises em HPLC poderão ser realizadas visando a sua quantificação para mensurar o potencial das medidas de controle na redução destes contaminantes.




Indicadores, Metas e Resultados

INDICADORES:
Numero de dissertação ou teses concluídas e relacionadas ao projeto;
Numero de trabalhos científicos apresentados em eventos nacionais ou internacionais;
Numero de artigos e resumos publicados em eventos ou revistas científicas;


METAS
Possibilitar aos alunos de graduação e pós-graduação a sua inserção e treinamento na pesquisa científica;
Desenvolver dissertação e teses visando o treinamento dos pós-graduandos para o mercado de trabalho: pesquisa e ensino;
Entender os mecanismos de ataque de patógenos e defesa das plantas visando maximizar as medidas de manejo;
Identificar medidas de manejo eficientes contra as doenças que possibilite aos produtores manter o potencial de produção e que assegure a qualidade dos produtos aos consumidores preservando o meio ambiente;
Determinar a eficiência de indutores de resistência em plantas e entender os seus mecanismos de ação contra os patógenos bem como a forma de sua utilização na agricultura;


RESULTADOS ESPERADOS
No âmbito técnico-científico, com os estudos propostos é esperado um maior conhecimento da diversidade de patógenos que afetam as plantas do Sul do Brasil, bem como uma maior compreensão de alguns patossistemas o que permitirá uma melhor adequação do sistema de manejo das doenças. Ademais, um melhor detalhamento da interação entre a planta e o patógeno permitirá selecionar medidas que efetivamente reduzam os danos na cultura com baixo resíduo no produto final e no meio ambiente o que poderá ser alcançado com o uso de medidas eficientes de manejo com seu emprego no momento correto bem como por meio da inclusão nos programas de manejo de doenças de indutores de resistência ou nutrição mineral
No âmbito sócio-econômico espera-se obter maior conhecimento sobre as interações planta-patogeno de modo a maximizar as medidas de manejo para reduzir os danos nas culturas, e proporcionar ao consumidor produtos de boa qualidade. O ajuste das medidas de manejo poderá resultar em maior produtividade com menor custo ao produtor possibilitando maior rendimento na atividade, bem como a possibilidade de redução do custo para o consumidor final.
No âmbito acadêmico, espera-se o desenvolvimento de teses, dissertações e trabalhos de iniciação cientifica o que possibilitará o treinamento de pessoas para o mercado de trabalho, ensino e pesquisa. Ademais, possibilitará aos acadêmicos a participação em eventos nacionais e internacionais para a divulgação dos resultados fato que dará visibilidade nacional e internacional a UFPel e a pesquisa brasileira.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
EMANUELI BIZARRO FURTADO
JAQUELINE HAGN
JERONIMO VIEIRA DE ARAUJO FILHO2
LEANDRO JOSE DALLAGNOL6
LUANA GERI MOREIRA
MATHEUS MARTINS PEREIRA
MAYARA RODRIGUES DE SOUZA
NISCHA MAENO SILVA

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