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Enfrentando a Doença Lethal da Necrose do Milho

Um olhar sobre a luta contra o MLN nas lavouras de milho.

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Luta Contra a Doença doLuta Contra a Doença doMilhodo milho.Aprendendo a combater a necrose letal
Índice

A doença letal do milho é um problema sério para as plantações de milho, principalmente em regiões como a África Oriental. A doença é causada por dois tipos de vírus. O primeiro é o vírus do mosaico clorótico do milho (MCMV) e o segundo é um dos vários vírus da família Potyviridae, como o vírus do mosaico da cana-de-açúcar (SCMV). Quando as plantas de milho são infectadas por ambos MCMV e um Potyvírus, o resultado pode ser muito mais danoso do que quando são infectadas apenas por um vírus.

Impacto da MLN

O impacto da MLN tem sido significativo. Ela apareceu pela primeira vez nos Estados Unidos em 1977, mas ao longo dos anos, se espalhou para várias partes do mundo, incluindo a África Oriental, Sudeste Asiático e América do Sul. Na África Oriental, especialmente, a MLN causou danos extensos, levando a perdas estimadas em cerca de 300 milhões de dólares por ano em países como Etiópia, Quênia, Ruanda e Tanzânia.

Manejo de Resistência

Para combater os efeitos da MLN, agricultores e pesquisadores estão focando na criação de plantas de milho que possam resistir a esses vírus. Os cientistas têm trabalhado para identificar e desenvolver variedades de milho que consigam resistir ao MCMV. No entanto, o entendimento de como essa resistência funciona ainda é limitado. Pesquisadores encontraram marcadores genéticos ligados à resistência ao MCMV espalhados pelo genoma do milho, mas ainda não identificaram um gene específico responsável por essa resistência.

Por outro lado, a resistência aos Potyvírus é melhor compreendida. Vários lócus genéticos associados à resistência ao Potyvírus foram identificados, e esses estão presentes em muitas variedades de milho. Essa resistência pode ajudar a proteger as plantas de milho contra vírus como SCMV, MDMV e WSMV.

A Virulência dos Isolados de SCMV

O vírus SCMV tem demonstrado ser mais diverso comparado ao MCMV. Existem muitas cepas diferentes de SCMV, e algumas mostraram a capacidade de infectar variedades de milho que antes eram consideradas resistentes. As diferenças nas cepas de vírus podem causar níveis variados de danos às plantas, complicando os esforços para criar milho resistente.

Em um estudo, os cientistas analisaram diferentes isolados de SCMV de Ruanda, que mostraram que esses isolados poderiam infectar variedades de milho consideradas resistentes. Isso destaca o desafio de criar milho que possa resistir a todas as variedades de Potyvírus.

Objetivos do Estudo

O objetivo do estudo era testar a eficácia das fontes conhecidas de resistência ao Potyvírus contra vários isolados de SCMV. Os pesquisadores também queriam descobrir como a virulência desses isolados de SCMV contribuía para a gravidade geral da doença MLN.

Coleta de Isolados de Vírus

Os pesquisadores coletaram diferentes isolados de SCMV de Ruanda em 2015. Essas amostras foram cuidadosamente processadas e testadas para confirmar sua identidade antes de serem usadas em experimentos.

Germoplasma de Milho Usado nos Experimentos

As variedades de milho usadas nos experimentos incluíam aquelas conhecidas por serem resistentes a Potyvírus, assim como algumas que eram suscetíveis. O foco era estudar como os lócus de resistência poderiam ajudar as plantas a suportar infecções virais.

Experimentos de Infecção Única

Foram realizados testes de infecção única para ver como diferentes isolados de SCMV afetavam as plantas de milho. Os pesquisadores avaliaram os sintomas das plantas ao longo do tempo e as categorizaram com base na gravidade. Os resultados mostraram que certos isolados podiam infectar até mesmo as variedades de milho que deveriam ser resistentes.

Avaliações de Gravidade da Doença

As plantas foram avaliadas com base nos sintomas que apresentaram. As pontuações variavam de zero (sem sintomas) a quatro (necrose generalizada). Esse sistema de classificação ajudou os pesquisadores a quantificar os danos causados pelos vírus.

Experimentos de Co-infecção

Os pesquisadores também realizaram experimentos onde infectaram plantas de milho com SCMV e MCMV ao mesmo tempo. Isso permitiu que eles vissem como os dois vírus interagiam e se amplificavam os efeitos um do outro na saúde das plantas.

Resultados da Co-infecção

Os resultados indicaram que a co-infecção geralmente levava a sintomas de doenças mais severos em comparação à infecção por um só vírus. Os pesquisadores notaram que certas linhagens resistentes ainda apresentavam danos significativos quando co-infectadas, destacando a necessidade de estratégias de resistência mais fortes.

Sequenciamento Genômico

Para entender melhor o comportamento dos isolados de SCMV, os pesquisadores sequenciaram seus genomas. Isso forneceu insights sobre a composição genética dos vírus e revelou áreas de diversidade que poderiam afetar como eles infectam as plantas.

Implicações para a Criação

As descobertas deste estudo ressaltam a importância de criar milho que possa resistir a múltiplas cepas de vírus. As estratégias atuais precisam ser ajustadas para levar em conta os níveis variados de virulência entre diferentes isolados de vírus. Combinar Resistências a tanto MCMV quanto Potyvírus pode ser a chave para desenvolver variedades de milho duráveis.

Conclusão

A luta contra a MLN e os vírus que a causam continua. As informações deste estudo sobre os mecanismos de resistência, virulência dos isolados de vírus, e o potencial para co-infecção complicam a situação, mas também orientam os esforços futuros de criação. Desenvolver plantas de milho que consigam suportar tanto MCMV quanto Potyvírus é crucial para garantir a segurança alimentar em regiões afetadas por essas doenças.

Fonte original

Título: Characterization of three resistance-breaking isolates of sugarcane mosaic virus from Rwanda and implications for maize lethal necrosis

Resumo: Maize lethal necrosis (MLN) is a devastating disease of maize caused by synergy between two viruses: maize chlorotic mottle virus (MCMV) and a potyvirus, most often sugarcane mosaic virus (SCMV). Throughout the 2010s, severe MLN outbreaks occurred in sub-Saharan East Africa including Kenya, Rwanda, and Ethiopia. In this study, we assessed the virulence of SCMV isolates collected from Rwanda by screening a panel of maize near isogenic lines containing different combinations of major potyvirus resistance loci. We discovered that the three Rwandan SCMV isolates tested could overcome all three potyvirus resistance loci even when used in combination, including one isolate that could asymptomatically infect all resistant lines tested. To understand how SCMV virulence may contribute to MLN, each of the three isolates were co-inoculated with MCMV on a panel of SCMV and MCMV resistant maize lines. No significant differences in MLN severity were observed for the Rwandan isolates compared to the reference SCMV isolates, indicating that increased virulence in SCMV single infection does not necessarily correlate with increased MLN severity in co-infection with MCMV. For all SCMV isolates tested, at least two potyvirus resistance loci were needed to reduce MLN severity, and maize lines with a combination of SCMV and MCMV resistance were most effective. Surprisingly, in some cases co-infection with MCMV facilitated SCMV infection of potyvirus resistant lines that SCMV could not infect alone. These results underscore the challenges of developing durable MLN resistance and highlight the importance of incorporating strong, multigenic potyvirus resistance into MLN resistance breeding programs.

Autores: Jennifer R Wilson, K. J. Willie, L. R. Stewart, M. G. Redinbaugh, E. W. Ohlson

Última atualização: 2024-07-24 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.23.604352

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.23.604352.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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