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O novo método de detecção pode ajudar os cientistas a identificar microorganismos que estimulam os mecanismos imunológicos nas plantas sem prejudicar as próprias plantas

Traduzido de Science Daily

As plantas desenvolveram mecanismos de imunidade únicos que podem ativar detectando a presença de um patógeno. Curiosamente, a presença de alguns microrganismos não patogênicos também pode fazer com que uma planta ative seus mecanismos de imunidade sistêmica, e alguns estudos mostraram que o pré-tratamento de safras agrícolas com microrganismos não patogênicos que “ativam a imunidade” pode deixar as safras melhores. preparado para combater infecções por patógenos. microorganismos. Na verdade, isso significa que microorganismos não patogênicos que ativam a imunidade podem funcionar como vacinas para plantas, fornecendo um reforço de baixo risco ao sistema imunológico da planta que a prepara para lidar com ameaças genuínas. Essas são descobertas empolgantes para os cientistas agrícolas porque sugerem a possibilidade de usar esse pré-tratamento como uma forma de controle biológico de pragas que reduziria a necessidade de pesticidas agrícolas.

No entanto, antes que o pré-tratamento com microrganismos não patogênicos possa se tornar a tecnologia agrícola padrão, os cientistas precisam encontrar uma maneira de detectar a capacidade dos microrganismos de estimular o sistema imunológico das plantas sem prejudicá-las. Atualmente não existe um método simples para avaliar a capacidade dos microrganismos de ativar o sistema imunológico das plantas. Os métodos convencionais envolvem o uso de plantas inteiras e microorganismos, e isso inevitavelmente torna a triagem convencional uma tarefa cara e demorada. Para resolver este problema, o professor associado Toshiki Furuya e o professor Kazuyuki Kuchitsu da Universidade de Ciência de Tóquio e seus colegas decidiram desenvolver uma estratégia de detecção com células de plantas em cultura. Uma descrição de seu método aparece em um artigo publicado recentemente em Relatórios científicos.

O primeiro passo nesta estratégia de detecção é incubar o microorganismo candidato junto com células BY-2, que são células de plantas de tabaco conhecidas por suas taxas de crescimento rápido e estável. A próxima etapa é tratar as células BY-2 com criptogeína, que é uma proteína secretada por patógenos semelhantes a fungos que podem provocar respostas imunológicas das plantas do tabaco. Uma parte importante das respostas imunes induzidas por criptogeína é a produção de uma classe de produtos químicos chamados espécies reativas de oxigênio (ROS), e os cientistas podem medir facilmente a produção de ROS induzida por criptogeína e usá-la como uma métrica para avaliar os efeitos de microrganismos não patogênicos . . Simplificando, um agente de pré-tratamento eficaz aumentará os níveis de produção de ROS de células BY-2 (ou seja, fará com que as células mostrem uma ativação mais forte do sistema imunológico) em resposta à exposição à criptogeína.

Para testar a viabilidade de sua estratégia de detecção, o Dr. Furuya e seus colegas usaram a estratégia em 29 cepas bacterianas isoladas do interior da planta de espinafre mostarda japonesa (Brassica rapa var. Perviridis) e descobriram que 8 cepas aumentaram a produção de ROS. Eles então testaram ainda mais essas 8 cepas, aplicando-as nas pontas das raízes de mudas do gênero Arabidopsis, que contém espécies comumente usadas como organismos modelo para estudos de biologia vegetal. Curiosamente, 2 das 8 cepas testadas induziram resistência de planta inteira a patógenos bacterianos.

Com base nas descobertas de prova de conceito sobre essas 2 cepas de bactérias, o Dr. Furuya orgulhosamente observa que o método de detecção de sua equipe “pode ​​acelerar a aquisição de microorganismos que ativam o sistema imunológico das plantas.” Quando questionado sobre como ele espera que o método de detecção afete as práticas agrícolas, ele explica que espera que o sistema de detecção de sua equipe “seja uma tecnologia que contribua para a aplicação prática e difusão de alternativas microbianas aos pesticidas químicos”.

Com o tempo, o novo método de detecção desenvolvido pelo Dr. Furuya e sua equipe pode tornar significativamente mais fácil para os cientistas agrícolas criarem métodos agrícolas mais ecológicos que dependem de mecanismos de defesa que as próprias plantas desenvolveram ao longo de milhões de anos.

Fonte da história:

Materiais fornecido por Universidade de Ciência de Tóquio. Nota: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.



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