Fungos da caatinga abrem caminho para biofungicidas mais resistentes ao calor extremo

Um estudo desenvolido por pesquisadores da Embrapa, conduzido com fungos do gênero Trichoderma isolados de solos do semiárido brasileiro e publicado na plataforma ScienceDirect, revelou que espécies nativas da caatinga reúnem características importantes para o controle biológico de doenças agrícolas, além de elevada resistência térmica e capacidade de adaptação a ambientes extremos. Os resultados foram divulgados pela Embrapa Meio Ambiente no início de setembro.

Os pesquisadores investigaram fungos coletados em áreas de vegetação nativa e em lavouras irrigadas de melão nos estados da Bahia e do Piauí. Ao todo, foram identificados 14 isolados pertencentes a cinco espécies diferentes: Trichoderma asperellum, Trichoderma asperelloides, Trichoderma koningiopsis, Trichoderma virens e Trichoderma spirale. Os resultados indicam que a composição dessas comunidades microbianas varia conforme o uso do solo e as características químicas do ambiente.

A caatinga abriga uma diversidade microbiana que permanece em grande parte inexplorada, capaz de produzir organismos adaptados a condições adversas - Foto: Saulo Coelho
A caatinga abriga uma diversidade microbiana que permanece
em grande parte inexplorada, capaz de produzir organismos
adaptados a condições adversas – Foto: Saulo Coelho

Semiárido sob pressão

A caatinga é o único bioma exclusivamente brasileiro e se caracteriza por chuvas escassas e irregulares, altas temperaturas e vegetação adaptada à seca. Mesmo em condições climáticas adversas, a agricultura irrigada se expandiu fortemente no nordeste, principalmente para culturas de alto valor comercial, como o melão.

O cultivo intensivo, porém, favorece o surgimento de doenças de solo de difícil controle. Fungos como Fusarium, Macrophomina e Rhizoctonia, e oomicetos como Pythium, provocam podridões radiculares e murchas vasculares, doenças que reduzem drasticamente a produtividade agrícola.

Segundo Gabriel Mascarin, pesquisador da Embrapa Meio Ambiente e um dos autores do estudo, compreender as interações ecológicas de microrganismos benéficos com patógenos é fundamental para se criar estratégias agrícolas menos dependentes de fungicidas químicos e mais resilientes às mudanças climáticas.

Guerra microscópica no solo

Os fungos do gênero Trichoderma já são conhecidos mundialmente pelo potencial de controlar doenças de plantas. Eles atuam por diferentes mecanismos: competem por nutrientes, parasitam outros fungos, produzem substâncias tóxicas contra patógenos e ainda podem estimular os mecanismos naturais de defesa das plantas.

Ilustração da ação do Trichoderma indígena da caatinga como agente de biocontrole contra pátogenos do solo

No estudo, os pesquisadores avaliaram dois principais mecanismos de antagonismo dos isolados da Caatinga: o confronto direto, que envolve competição e micoparasitismo, fenômeno em que um fungo consome outro para obter nutrientes, e a produção de compostos voláteis capazes de inibir o crescimento de patógenos mesmo sem contato físico.

Os testes foram realizados contra cinco organismos causadores de doenças agrícolas: Fusarium sulawesiense, Fusarium solani, Macrophomina phaseolina, Rhizoctonia solani e Pythium myriotylum. Em alguns casos, os compostos voláteis liberados pelos isolados reduziram em mais de 70% o crescimento do patógeno.

Fungos adaptados ao calor

Um dos resultados mais relevantes foi a constatação de que os isolados provenientes das áreas cultivadas com melão apresentaram maior tolerância ao calor do que aqueles encontrados em áreas nativas. Os cientistas testaram o crescimento dos fungos em temperaturas de até 40 °C. Embora todos tenham crescido de forma semelhante a 25 °C e 30 °C, diferenças importantes surgiram a partir de 35 °C.

O estudo comprovou que isolados de Trichoderma asperellum, Trichoderma asperelloides e Trichoderma virens oriundos de solos agrícolas mostraram tolerância superior sob estresse térmico. Os autores interpretam esse resultado como um possível reflexo da adaptação ecológica ao ambiente agrícola irrigado do semiárido, onde as temperaturas elevadas e as oscilações térmicas são frequentes.

O fungo Trichoderma à esquerda e o efeito inibitório do fungo benéfico Trichoderma contra um patógeno agrícola à direita - Foto: Gabriel Mascarin
O fungo Trichoderma à esquerda e o efeito inibitório
do fungo benéfico Trichoderma contra um patógeno
agrícola à direita – Foto: Gabriel Mascarin

Essa tolerância ao calor é considerada uma característica estratégica para futuros bioinsumos agrícolas, uma vez que muitos microrganismos utilizados comercialmente perdem eficiência quando aplicados em regiões climáticas diferentes daquelas de onde foram originalmente isolados.

Estratégias diferentes contra cada doença

Os testes laboratoriais revelaram que os mecanismos de controle biológico variam conforme o patógeno-alvo. Contra Rhizoctonia solani e Macrophomina phaseolina, o confronto direto foi mais eficiente, com os isolados crescendo rapidamente sobre os patógenos e dominando suas colônias por competição e parasitismo. Já contra Pythium myriotylum e espécies de Fusarium, especialmente Fusarium solani, os compostos voláteis desempenharam papel predominante.

Entre todos os isolados avaliados, o Trichoderma koningiopsis destacou-se como o mais promissor, com desempenho consistente contra todos os patógenos testados e em diferentes mecanismos de antagonismo.

Produção de esporos é desafio industrial

Além da eficiência no controle biológico, os pesquisadores analisaram a capacidade de produção de esporos, células utilizadas na fabricação de biofungicidas comerciais. No experimento, os fungos foram cultivados em arroz parboilizado. Os melhores produtores foram isolados de Trichoderma asperelloides e Trichoderma asperellum, que alcançaram mais de 1,4 bilhão de conídios por grama de substrato após dez dias de cultivo.

As propriedades químicas do solo influenciam fortemente a distribuição das espécies de Trichoderma - Foto: Fernanda Birolo
As propriedades químicas do solo influenciam fortemente a
distribuição das espécies de Trichoderma – Foto: Fernanda Birolo

Por outro lado, alguns dos isolados mais agressivos contra patógenos apresentaram baixa produção de esporos, indicando que eficiência de controle biológico e produtividade industrial nem sempre caminham juntas.

Solo influencia biodiversidade microbiana

A pesquisa também demonstrou que as propriedades químicas do solo influenciam fortemente a distribuição das espécies. O Trichoderma virens e o Trichoderma asperellum estavam associados a solos com maior fertilidade, maior teor de fósforo e matéria orgânica. Já o Trichoderma spirale apareceu relacionado a solos mais ácidos e ricos em alumínio e ferro, características comuns em ambientes naturais menos manejados. Esses resultados indicam que a composição microbiana da caatinga é moldada tanto pelas condições naturais quanto pelas práticas agrícolas.

Os resultados reforçam a importância de se explorar a biodiversidade microbiana brasileira em busca de soluções agrícolas adaptadas às condições locais. Biofungicidas produzidos com microrganismos originários da própria caatinga podem apresentar maior sobrevivência, persistência e eficiência em ambientes semiáridos do que produtos importados ou desenvolvidos para outras regiões climáticas.

Os pesquisadores estudaram fungos coletados em áreas de vegetação nativa, bem como em plantações de melão irrigadas, nos estados da Bahia e do Piauí - Foto: Saulo Coelho
Os pesquisadores estudaram fungos coletados em áreas
de vegetação nativa, bem como em plantações de melão
irrigadas, nos estados da Bahia e do Piauí – Foto: Saulo Coelho

Além disso, o uso de agentes biológicos reduz a dependência de fungicidas sintéticos e contribui para sistemas agrícolas mais sustentáveis. Como próximos passos, os pesquisadores defendem a realização de testes em campo, a avaliação da capacidade desses fungos colonizarem plantas de melão e estudos sobre possíveis efeitos no crescimento vegetal e na produtividade agrícola. Também sugerem investigar o uso de consórcios microbianos, combinando diferentes espécies ou isolados de Trichoderma para ampliar a proteção contra doenças e aumentar a resistência das plantas ao estresse hídrico e térmico.

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