Conheça as bactérias que estão devastando olivais e vinhedos

Resumo

Xylella fastidiosa é uma bactéria causadora de doenças em plantas, incluindo a Síndrome do Declínio Rápido da Oliveira (SDOO), com um impacto econômico anual de mais de € 5.5 bilhões. A bactéria pode se espalhar pelas plantas através do xilema, levando ao estresse hídrico e à deficiência de elementos, causando sintomas de doenças. Os esforços para controlá-la concentram-se na prevenção, contenção e pesquisa de métodos de tratamento.

Um dos países da União Europeia t20 pragas prioritárias de plantas, Xylella fastidiosa é uma bactéria que causa uma variedade de doenças em plantas. 

Ela causa a mortal Síndrome do Declínio Rápido da Azeitona (SDOQ), que levou a surtos generalizados na Europa nos últimos 15 anos e estima-se que tenha um impacto econômico anual de mais de € 5.5 bilhões.

As origens da bactéria na Europa e no mundo

Xylella fastidiosa é uma das duas únicas espécies conhecidas de Xylella; a outra é a Xylella taiwanensis, que causa queimaduras nas folhas das peras asiáticas na ilha de Taiwan.

Uma bactéria aeróbica Gram-negativa que cresce nos tecidos de transporte de água das plantas (xilema), a X. fastidiosa é conhecida por causar inúmeras doenças de plantas no mundo todo. 

As bactérias podem viajar livremente pelas plantas através do xilema, multiplicando-se constantemente enquanto o fazem. 

Quando seus números atingem um nível crítico, o biofilme resultante bloqueia o xilema, causando estresse hídrico e deficiências de elementos como zinco e ferro, que causam muitos dos sintomas associados às doenças às quais o patógeno está ligado.

Os primeiros relatos dessa doença ocorreram em 1892, quando uma praga desconhecida destruiu aproximadamente 14,000 hectares (34,600 acres) de vinhedos na Califórnia. 

Esta "A “doença de Anaheim” foi mais tarde chamada de doença de Pierce, em homenagem a Newton Pierce, o bacteriologista contratado para estudar o surto. 

Pierce supôs corretamente que um agente infeccioso microscópico causou a doença, embora não tenha conseguido isolar ou identificar o agente específico.

Assumiu-se que era um vírus durante a maior parte dos 20^th No século XIX, a X. Fastidiosa só foi reconhecida como bactéria em 1973. Somente em 1987 a bactéria foi formalmente descrita e denominada Xylella fastidiosa por Wells et al. 

Desde então, 696 espécies de plantas de 88 famílias botânicas foram identificadas como hospedeiras adequadas para o patógeno.

Entre as doenças conhecidas como causadas pela Xylella, encontram-se várias de significativa importância agrícola e econômica. Entre elas, a já mencionada doença de Pierce, que atualmente causa prejuízos anuais estimados de US$ 104 (€ 92 milhões) à indústria vinícola da Califórnia, a queimadura das folhas da oliveira e a OQDS.

A OQDS causa o murchamento e a dessecação das folhas, galhos e ramos das oliveiras, impedindo que as árvores deem frutos e, eventualmente, levando ao colapso e à morte da árvore.

Os modelos preditivos do pior cenário mostram perdas econômicas totais de até € 5.6 bilhões somente na Itália até 2070, e estima-se que 100,000 empregos já foram perdidos devido a surtos no país.

Devido aos seus efeitos destrutivos e à sua capacidade de se adaptar rapidamente a novos ambientes e hospedeiros, a Xylella fastidiosa é regulamentada na UE como organismo de quarentena. A sua introdução e circulação no território da União são proibidas por lei.

Como a Xylella se espalha e onde ela é encontrada atualmente

Nativa da América Central, a Xylella fastidiosa é transmitida entre plantas hospedeiras por insetos que se alimentam do xilema, das famílias Cicadellidae (cigarrinha) e Cercopidae (cigarrinha-cigarrinha e cigarrinha-do-mar). 

Esses insetos são capazes de voar apenas rudimentarmente em curtas distâncias (cerca de 100 metros), mas já foram registrados viajando distâncias muito maiores quando levados pelo vento. A transferência bacteriana também ocorre abaixo do solo, por meio de enxertos de raízes.

A propagação a longa distância ocorre mais frequentemente através do movimento de plantas infectadas. Acredita-se que foi assim que o patógeno foi introduzido na Itália e outras nações europeias.

Em outubro de 2013, Xylella fastidiosa foi encontrado infectando oliveiras na região de Puglia, no sul da Itália. 

Esta foi a primeira vez que a bactéria foi relatada na União Europeia. A doença causou um rápido declínio na produtividade dos olivais e, em abril de 2015, já afetava toda a província de Lecce e outras regiões da Puglia.

A subespécie envolvida na Itália foi identificada como X. fastidiosa subsp. pauca, uma cepa que demonstra uma preferência marcante por oliveiras e climas quentes. Essa subespécie foi listada na Lei de Proteção ao Bioterrorismo Agrícola dos Estados Unidos devido ao seu potencial devastador.

Em resposta aos surtos italianos, a Autoridade Europeia para a Segurança Alimentar (EFSA) convocou um workshop científico extraordinário em novembro de 2015. 

Mais de 100 cientistas do mundo todo participaram do evento para identificar as principais lacunas de conhecimento e discutir as prioridades de pesquisa relacionadas ao patógeno. 

No mesmo mês, a EFSA concluiu, a partir de experimentos em andamento na Puglia, que as videiras eram um possível reservatório de Xylella na região.

Em outubro de 2015, o patógeno chegou à Provença-Alpes-Côte d'Azur, na França continental, onde foi descoberto que a subespécie X. fastidiosa subsp. multiplex havia infectado a serralha-de-folhas-de-murta, uma espécie de planta introduzida da África do Sul. 

No ano seguinte, a bactéria foi identificada em Córsega e Alemanha. Em 2017, foi detectado nas ilhas espanholas de Maiorca e Ibiza, e posteriormente no continente espanhol.

Desde então, a Xylella foi encontrada em oliveiras e outras plantas hospedeiras na Península Ibérica, bem como no Líbano e Israel no Oriente Médio.

O papel das mudanças climáticas na propagação da Xylella

Pesquisas substanciais indicam que das Alterações Climáticas aumenta o risco de surtos de doenças em plantas, sendo as mudanças de temperatura e umidade os principais causadores.

À medida que as temperaturas globais aumentam, o alcance geográfico de muitos patógenos se expande, expondo novas regiões e espécies de plantas a doenças antes restritas a climas mais quentes. 

Temperaturas mais altas geralmente favorecem a proliferação e propagação de espécies de fungos e bactérias, especialmente quando combinadas com umidade elevada. 

Além disso, temperaturas mínimas mais altas prolongam o período sazonalmente ativo dos organismos e aumentam sua capacidade de sobreviver ao inverno e persistir no ambiente. Isso se aplica não apenas aos patógenos, mas também aos seus vetores.

Além de favorecer muitos patógenos, temperaturas mais altas podem enfraquecer os mecanismos naturais de defesa de uma planta por meio de processos como estresse por calor e água, tornando-as mais vulneráveis ​​a infecções e mais propensas a sofrer maiores danos e maiores taxas de mortalidade.

Especificamente em relação à Xylella fastidiosa, um modelo epidemiológico recente, baseado no clima, analisou a vulnerabilidade de terras europeias à doença em diferentes cenários de mudanças climáticas, avaliando as condições climáticas favorecidas tanto pelo patógeno quanto por seu principal vetor, Philaenus spumarius, também conhecido como cigarrinha-do-prado ou cigarrinha-do-prado. Este inseto já foi identificado como o vetor responsável pela disseminação da bactéria em olivais italianos.

O estudo descobriu que um aumento de 1.5 °C na temperatura média global aumenta a porcentagem da área total de terra em risco na Europa para 0.32%, enquanto um aumento de 4 °C aumenta a área para 1.87%. 

Dentro da faixa de aumento de temperatura analisada, foi identificado um ponto crítico de aumento de 3 °C. Acima desse limite, os pesquisadores descobriram que o risco de disseminação do patógeno ao norte da região do Mediterrâneo se torna consideravelmente maior, permitindo que ele se espalhe rapidamente para áreas anteriormente não afetadas.

Os autores também afirmam que, antes de meados da década de 1990, as condições climáticas europeias, exceto as das ilhas do Mediterrâneo, provavelmente impediram que a bactéria se estabelecesse no continente.

Esforços para controlar Xylella fastidiosa

Como não há cura conhecida para plantas doentes, as medidas de controle atuais se concentram na prevenção e contenção. 

A estratégia mais eficaz em uso comum requer tanto a remoção abrangente de matéria vegetal infectada, que pode atuar como um reservatório para a bactéria, quanto o controle das populações de insetos vetores.

Além da remoção completa da matéria vegetal que se sabe estar infectada, a AESA recomenda a criação de uma "“zona tampão” de pelo menos 100 metros, da qual todas as espécies vegetais suscetíveis também são removidas e destruídas.

Devido à natureza virulenta do patógeno, especialistas recomendam o uso de medidas de proteção ao remover e transportar todo o material orgânico durante esse processo.

O processo de controle de insetos vetores é similar, exigindo não apenas a eliminação dos próprios organismos, mas também de seus habitats. 

Isso se deve à natureza polífaga e aos ciclos de vida multiestágios desses insetos. Sabe-se que Philaenus spumarius se alimenta de pelo menos 170 plantas hospedeiras e se desenvolve em cinco estágios distintos após a eclosão.

Tratamento e pesquisa para Xylella fastidiosa

Combinações de mudanças nos métodos de cultivo, tratamentos bactericidas e intervenções voltadas para a melhoria do estado fisiológico do hospedeiro têm se mostrado promissoras em termos de impacto no desenvolvimento de doenças, a ponto de permitir a retomada da colheita. Até o momento, no entanto, nenhuma delas demonstrou sucesso na erradicação do patógeno em uma planta infectada.

A pesquisa sobre métodos de tratamento é severamente restringida pelo status de quarentena da Xylella, especialmente na UE. Outras restrições da UE incluem a proibição do uso de antibióticos para proteção de plantas. Os campos de pesquisa, portanto, variam de uma região geográfica para outra.

Nos Estados Unidos, onde o uso de antibióticos é autorizado em plantas, há informações disponíveis sobre testes de antibióticos como oxitetraciclina, tetraciclina e estreptomicina no tratamento foliar da doença de Pierce e de microinjeção de oxitetraciclina no tratamento da queimadura foliar induzida por Xylella em olmo americano. 

Embora tais ensaios tenham demonstrado remissão dos sintomas, nenhum conseguiu eliminar a infecção, e os sintomas retornaram após a interrupção do tratamento.

Uma iniciativa importante na Europa é a Projeto Biovexo, uma Ação de Inovação da Bio-Based Industries Joint Undertaking (BBI-JU) lançada em 2020 no âmbito do programa de pesquisa e inovação Horizonte 2020 da União Europeia.

Visando especificamente combater a Xylella no cultivo da oliveira, a BIOVEXO está desenvolvendo duas classes principais de biopesticidas ecologicamente corretos: "X‑biopesticidas”, que têm como alvo direto o patógeno, e "“V‑biopesticidas”, que têm como alvo as cigarrinhas que atuam como o principal vetor de transmissão do patógeno. 

As substâncias componentes testadas são cepas bacterianas, um metabólito microbiano, extratos de plantas e um fungo entomopatogênico.

Em uma nova abordagem, uma pesquisa recente no Brasil envolve a N‑acetilcisteína, um medicamento mucolítico comum usado para tratar overdose de paracetamol e para soltar muco espesso em casos humanos de doenças como pneumonia e bronquite. 

Embora os mecanismos responsáveis ​​ainda não sejam totalmente compreendidos, os resultados iniciais mostraram a eficácia do medicamento na ruptura de biofilmes bacterianos quando aplicado por irrigação em culturas hidropônicas ou de campo.

Dado o papel que os biofilmes desempenham na proteção de bactérias contra tratamentos antimicrobianos e, em última análise, levando à resistência bacteriana, essa área de pesquisa pode estar em ascensão, pois a quebra da matriz protetora do biofilme pode aumentar significativamente a eficácia dos tratamentos que visam diretamente a bactéria Xylella.

Até que seja encontrado um meio de matar o patógeno de forma precisa e sistemática em todo o seu hospedeiro, como esta pesquisa sugere que pode ser possível um dia, a quarentena e a destruição de plantas infectadas provavelmente continuarão sendo o método mais eficaz de controle.