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Doenças das plantas

O que são?

Cada espécie vegetal possui um conjunto de condições ambientais favoráveis ao seu desenvolvimento ótimo. Se estas condições se tornarem  desfavoráveis, o desenvolvimento da planta pode ser modificado, sendo possível a manifestação de características “anormais”. Estas características comumente conhecidas como “doenças de plantas”, são provenientes de alterações no sistema fisiológico de espécies vegetais que alteram suficientemente seu metabolismo a ponto de serem visíveis externamente.

São geralmente provocadas por microrganismos, como bactérias, fungos, nematóides¹ e vírus, mas podem ainda ser causadas por falta ou excesso de fatores essenciais para  seu crescimento, tais como nutrientes, água e luz. A interação dos fatores patógeno-hospedeiro-ambiente é essencial para a ocorrência de doenças em plantas, porém a severidade das infecções pode variar. Esta interação pode incluir também o homem, principalmente na agricultura, no qual é um dos principais fatores no manejo de doenças.

O termo fitopatologia é bastante usado neste contexto, podendo ser definido como a ciência que estuda a interação entre planta, doença e meio ambiente. Dentro desta ciência está inserida a sintomatologia, que estuda os sinais e sintomas caracterizados por determinada anormalidade na planta. Podemos citar como sintomas mais comuns: 

Mecanismos de ataque

Os fitopatógenos² necessitam da planta hospedeira tanto para retirar nutrientes para seu metabolismo, quanto para desempenhar suas atividades reprodutivas. Há diferentes tipos de mecanismos pelo qual o patógeno pode atacar a planta. Primeiramente, ele precisa adentrar o hospedeiro, sendo possível através de forças mecânicas ou enzimáticas quando na penetração direta, mas também pode realizar através de feridas ou aberturas naturais. Uma vez acessado o hospedeiro, pode colonizar diferentes partes da planta, tais como a cutícula, tecido vascular ou o interior de células. Os principais mecanismos de ataque são:

Enzimas: As enzimas são proteínas responsáveis pela catálise³ das reações anabólicas⁴ e catabólicas⁵ das células dos seres vivos. Assim, causam a desintegração  dos componentes celulares e substâncias presentes nas células vegetais, sendo importantes na penetração e na colonização da planta hospedeira. Na medida em que o fitopatógeno a coloniza, a célula se desintegra, podendo liberar aminoácidos,  monossacarídeos e ácidos graxos, servindo de nutrição e crescimento para ele. Umas das principais enzimas utilizadas são as cutinases, que atuam na cutícula da planta, sendo a primeira barreira física para adentrar o tecido, e as pectinases, que atuam na maceração dos tecidos. Após a maceração, ocorre a separação das células e sua morte, devido à destruição da integridade cultural da lamela média⁶, causando a podridão dos órgãos de reserva. 

Toxinas: As toxinas são produtos de patógenos microbianos⁷ que causam danos aos tecidos vegetais e estão envolvidos no desenvolvimento das doenças. Possuem baixa massa molecular e são móveis, facilitando sua vida. Além disso, possui alta atividade fisiológica, ou seja, uma pequena concentração é suficiente para causar alteração na célula hospedeira. São importantes no estabelecimento do patógeno e sintomas, como por exemplo a queima, a mancha e a clorose. Seus principais sítios de ação são a membrana plasmática, alterando sua permeabilidade e seu equilíbrio iônico⁸; a mitocôndria e o cloroplasto.     

Hormônios: São compostos que ocorrem naturalmente nas plantas e ficam ativos em baixas concentrações. Possuem a capacidade de promover, inibir e modificar qualitativamente o crescimento do hospedeiro, geralmente agindo à distância do sítio de produção. Os fitopatógenos podem produzir os mesmos hormônios que as plantas. É um mecanismo de ataque bastante refinado, promovendo um desbalanço hormonal, podendo acelerar a senescência⁹ e consequentemente o desequilíbrio do hospedeiro.

Mecanismos de defesa contra fitopatógenos 

As plantas podem sofrer ataques de fitopatógenos durante todo seu ciclo de vida, não possuindo um sistema imune capaz de produzir anticorpos. Para compensar isso, durante a escala evolutiva, as plantas desenvolveram diferentes mecanismos de defesa, sendo gerados a partir de uma percepção de agressão e traduzidos adaptativamente, produzindo uma resposta adequada para cada situação. Na natureza a resistência¹⁰ é uma regra e a suscetibilidade uma exceção. É por isso que no dia-a-dia vemos mais plantas saudáveis do que doentes. 

A  resistência  das  plantas  aos  fitopatógenos  é caracterizada  pela  sua  natureza  dinâmica  e coordenada,  além  de  mostrar-se como  um  sistema  multicomponente, apoiando-se  na existência  prévia  e  na  expressão  de  diferentes  mecanismos  estruturais  e bioquímicos. Os mecanismos de defesa das plantas são divididos em pré-formados - aqueles  já  presentes  nas  plantas  antes de entrar em contato com  os  patógenos; e pós-formados - que só são ativados na presença de patógenos, estando anteriormente em baixos níveis de concentração. 
 

Tanto os mecanismos pré-formados como os pós-formados podem ser de dois tipos: estruturais e bioquímicos. Os estruturais atuam como barreiras físicas, evitando que o agente patogênico se insira na planta hospedeira e a colonize, enquanto que os bioquímicos produzem substâncias que possam ser tóxicas para o patógeno ou geram condições não favoráveis para seu estabelecimento no hospedeiro. 
 

Em termos de fatores estruturais, alguns exemplos de mecanismos pré-existentes são as cutículas¹¹, que possuem uma superfície hidrofóbica que forma um filme d’água capaz de impedir a passagem de microorganismos, e os estômatos, que podem causar a dessecação de esporos fúngicos germinados à noite ao se abrirem tardiamente durante o dia. Já os eventos pós-existentes incluem a formação de uma camada de lignina nas células epidérmicas das paredes vegetais em resposta à tentativas de penetração por fungo e a agregação citoplasmática¹² em raízes que sofreram algum tipo de ataque.

Apesar de existirem vários mecanismos físicos de defesa contra fitopatógenos, os mais utilizados pelas plantas são os bioquímicos, como as fitoalexinas. As fitoalexinas são importantes substâncias usadas na defesa de plantas, sendo uma molécula de baixo peso molecular e com propriedades antimicrobianas capazes de induzir uma resposta enzimática mediante contato com o patógeno. A produção dessas substâncias são localizadas, ou seja, ocorrem apenas nas células infectadas e suas imediações. Embora os efeitos mais acentuados sejam observados em fungos, as fitoalexinas podem afetar outros tipos de organismos, como bactérias. Suas principais ações sobre os fungos são: inibição do alongamento do tubo germinativo, parada do movimento citoplasmático e morte das células apicais de hifas. 
 

Algumas plantas, possuem, ainda, a capacidade de produzirem uma substância tóxica, chamada cianeto de hidrogênio. Esta produção pode ocorrer em diferentes órgãos da planta, como as raízes, as folhas e as flores. O cianeto de hidrogênio (HCN) se encontra ligado a carboidratos denominados glicosídeos cianogênicos e é liberado após sua hidrólise, sendo um potencial agente de combate contra patógenos. 
 

Outro composto que atua na defesa contra agentes infecciosos das plantas é o fenol, possuindo grande variedade tanto estrutural quanto funcional e agindo de diferentes formas na prevenção e combate contra patógenos. Os fenóis são substâncias que ocorrem naturalmente nas plantas, sendo simples compostos intermediários de reações, porém, quando necessários, passam de uma forma atóxica para uma forma tóxica. Além de serem tóxicos para agentes infecciosos, os fenóis também auxiliam na proteção da planta, como por exemplo atenuação de efeitos nocivos provenientes da radiação UV e repelente contra insetos. 

Glossário

1. Nematoides são vermes de tamanhos bastante variáveis e geralmente abundantes no solo e na água.

2. Um micro-organismo, que causa doenças nas plantas ao disturbar o metabolismo celular pela secreção ou pela absorção de nutrientes da célula para o seu próprio crescimento e metabolismo.

3. Modificação da velocidade de uma reação química provocada por uma substância que normalmente está presente em pequenas quantidades.

4. Processo de sintetizar moléculas complexas por meio de substâncias simples.

5. Processo de quebra de substâncias mais complexas em componentes mais simples

6. Membrana que garante a união das células vegetais.

7. Organismos microscópicos que são capazes de causar doença em um hospedeiro.

8. É todo equilíbrio químico que envolve a participação de íons.

9. Processo natural de envelhecimento celular

10. Capacidade da planta em atrasar ou evitar a entrada ou a subsequente atividade de um patógeno.

11. Cobertura de cera impermeabilizante produzida por células das folhas.

12. Que ocorre no citoplasma celular, sendo este a matéria existente dentro das células.

Para mais informações:

AGRIOS, G. N. Plant Pathology. Fifth Edition. 2007.
DIETRICH, S.; BRAGA, M. R. Defesas Químicas de Plantas: Fitoalexinas. 1986.
FILHO, H. P.; CAROLLO, E. M. Manual Básico de Técnicas Fitopatológicas. Embrapa. 2016.

OLIVARES, F. L. et al. Defesa de Plantas Contra o Ataque de Fitopatógenos. Embrapa. 2008.
SILVEIRA, S. M. et al. Estudo do conteúdo de compostos cianogênicos em híbridos de mandioca da Família 2007. Jornada Científica - Embrapa Mandioca e Floricultura. 2010.