Investigadores espanhóis desenvolveram plantas que brilham no escuro e mudam de cor ao serem infetadas por vírus, permitindo detetar precocemente pragas e doenças nas culturas com câmaras fotográficas comuns
Uma tecnologia criada por investigadores espanhóis vai permitir detetar precocemente pragas e doenças em culturas agrícolas graças a plantas que brilham no escuro e mudam de cor quando são infetadas por vírus.
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A investigação desenvolvida pelo Instituto de Biologia Molecular e Celular de Plantas (IBMCP), dependente do CSIC e da Universitat Politècnica de València (UPV), criou um sistema biológico de deteção de infeções. O trabalho foi publicado na revista 'Nature Communications' e abre uma nova via para identificar doenças nas culturas.
Emitir sinais de luz diferentes consoante o estado de saúde
Inspirada na bioluminescência dos fungos, a equipa de investigadores desenvolveu um sistema que permite às plantas emitirem sinais luminosos diferentes de acordo com o seu estado de saúde. A alteração da iluminação revela a presença de vírus antes de surgirem sintomas visíveis e pode ser detetada com câmaras convencionais.
O sistema utiliza quatro enzimas que modificam um composto natural das plantas, o ácido cafeico, para gerar uma molécula capaz de emitir luz verde de forma constante quando se oxida. Esta reação permite transformar as plantas em sensores luminosos do seu próprio estado de saúde.
Plantas transgénicas com genes de bioluminescência de fungos
A equipa testou o sistema em plantas transgénicas de 'Nicotiana benthamiana', uma espécie aparentada com o tabaco, usada habitualmente em investigação. Para isso, incorporaram genes de bioluminescência de fungos através de vírus modificados, o que permitiu observar visualmente a evolução da infeção e as áreas afetadas.
Os investigadores criaram depois um sistema sentinela capaz de detetar a infeção por potyvírus através de uma mudança na cor da luz emitida pela planta. Na ausência de vírus, as plantas mantêm um sinal amarelo constante, mas, quando são infetadas, uma enzima do agente patogénico ativa uma variação de cor visível com dispositivos de baixo custo, o que facilita a deteção precoce.
As técnicas tradicionais para diagnosticar doenças das plantas, como a PCR ou o ELISA, oferecem grande precisão na identificação do material genético ou das proteínas dos vírus. No entanto, a sua aplicação exige tempo, aparelhos específicos e pessoal especializado de laboratório.
Plantas sentinela capazes de alertar para os primeiros focos
O sistema pode ser aplicado inicialmente à vigilância precoce de doenças virais em estufas e culturas controladas, recorrendo a plantas sentinela capazes de alertar para os primeiros focos.
No futuro, esta tecnologia poderá ser adaptada a outros agentes patogénicos, como bactérias e fungos, e tornar-se uma ferramenta essencial perante a expansão de novas ameaças agrícolas associadas às alterações climáticas.
No projeto participam também o Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas (CIB-CSIC), a Unidade Central de Investigação em Medicina da Universitat de València e o MRC Laboratory of Medical Sciences, em Londres, que contribuíram para o desenvolvimento desta tecnologia de deteção precoce.