Rhizobacterial volatile organic compounds from perennial wheat and their potential to suppress phytopathogenic fungi
Este estudo demonstra que linhagens de rizobactérias isoladas de trigo perene podem suprimir fungos fitopatogênicos, particularmente o *Aspergillus flavus*, através da liberação de compostos orgânicos voláteis, sendo o dissulfeto de dimetila e o trissulfeto de dimetila identificados como os principais agentes inibidores.
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Durante séculos, os agricultores travaram uma guerra silenciosa contra doenças fúngicas que apodrecem o grão no campo e o estragam no armazenamento. Esses invasores microscópicos, como os fungos que causam infecções por fusarium e aspergillus, podem devastar colheitas e ameaçar a segurança alimentar. À medida que o clima global muda, espera-se que essas ameaças se tornem mais imprevisíveis, forçando os cientistas a buscar soluções além dos sprays químicos tradicionais. Um caminho promissor reside no próprio solo, especificamente nas conversas químicas invisíveis que ocorrem entre as raízes das plantas e as bactérias que nelas vivem. Certas bactérias benéficas, conhecidas como rizobactérias promotoras do crescimento vegetal, fazem mais do que apenas ajudar as plantas a absorver nutrientes; elas também liberam uma nuvem de gases invisíveis chamados compostos orgânicos voláteis. Esses gases podem viajar pelo ar e agir como armas naturais, suprimindo o crescimento de fungos prejudiciais sem a necessidade de produtos químicos tóxicos.
Pesquisadores da Universidade de Parma, na Itália, decidiram investigar esse sistema de defesa natural usando um tipo único de cultura: o trigo perene. Ao contrário do trigo que costumamos comer, que é colhido uma vez por ano e replantado, o trigo perene vive por muitos anos, desenvolvendo sistemas radiculares profundos e complexos que fomentam comunidades ricas de bactérias do solo. A equipe concentrou-se em uma linhagem específica desta cultura, conhecida como OK72, que anteriormente havia demonstrado um ecossistema subterrâneo dinâmico e ativo. Eles isolaram dez linhagens diferentes de bactérias das raízes deste trigo e propuseram-se a ver se os gases liberados por essas bactérias poderiam interromper o crescimento de três espécies de fungos perigosos: Aspergillus flavus, Fusarium proliferum e Fusarium verticillioides. Para garantir que estivessem medindo apenas o efeito dos gases e não o contato direto ou produtos químicos líquidos, os cientistas colocaram as bactérias e os fungos em pratos separados, selando-os juntos de modo que apenas o ar pudesse passar entre eles.
Os resultados mostraram que os gases bacterianos eram, de fato, eficazes, embora seu poder variasse dependendo da bactéria específica e do fungo específico. No ambiente selado, as emissões bacterianas retardaram o crescimento fúngico em qualquer lugar entre zero e quase quarenta e sete por cento. Algumas linhagens bacterianas atuavam como especialistas, visando um tipo de fungo com alta precisão, enquanto outras se comportavam como generalistas, oferecendo proteção ampla contra os três. Essa variação sugere que a natureza já forneceu um conjunto diversificado de ferramentas biológicas, cada uma com sua própria estratégia única de defesa. Os pesquisadores voltaram então sua atenção para identificar exatamente quais gases eram responsáveis por essa inibição. Usando equipamentos sensíveis para farejar as assinaturas químicas no ar, eles detectaram quarenta e seis compostos voláteis diferentes através dos vários experimentos.
A análise revelou um padrão claro ligando produtos químicos específicos ao sucesso da defesa. Embora a quantidade total de gás produzida não tenha previsto perfeitamente o quão bem um fungo seria interrompido, a presença de certos compostos contendo enxofre o fez. Especificamente, dois gases, dissulfeto de dimetila e trissulfeto de dimetila, apareceram consistentemente no ar quando as bactérias suprimiram com sucesso o crescimento de Aspergillus flavus. Esses compostos de enxofre estavam ausentes quando as bactérias falharam em inibir o fungo. Essa descoberta aponta para um mecanismo químico específico onde esses gases de enxofre provavelmente danificam as paredes celulares fúngicas ou interrompem seu equilíbrio interno, parando efetivamente seu crescimento. Curiosamente, o estudo também descobriu que um composto diferente, acetoin, tendia a aparecer quando as bactérias falhavam em deter o fungo, sugerindo que poderia ser um sinal de uma luta que as bactérias estavam perdendo, em vez de vencendo.
O estudo não encontrou um único gás "bala mágica" que funcionasse para todas as situações. Em vez disso, a evidência sugere que as bactérias liberam uma mistura complexa de produtos químicos, e a eficácia dessa mistura depende da combinação específica de bactérias e fungos envolvidos. Embora os compostos de enxofre tenham se destacado como peças-chave contra um grande patógeno, outros gases detectados na mistura, como certos álcoois e cetonas, são conhecidos de outros estudos por possuírem propriedades antifúngicas também. Os pesquisadores concluíram que a proteção observada provavelmente advém da ação combinada de vários gases diferentes trabalhando juntos, em vez de um único gás dominante. Este trabalho destaca o potencial das bactérias das raízes do trigo perene como uma fonte de agentes de biocontrole naturais, oferecendo uma forma sustentável de proteger as culturas contra doenças fúngicas ao aproveitar a linguagem química do solo.
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