Xanthomonas citri subsp. citri, cancro cítrico em São Paulo. epidemiologia molecular e potencial de biocontrole de bacteriófagos e suas despolimerases

• Processo: 18/21164-5
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de maio de 2019 - 31 de outubro de 2021
• Área do conhecimento: Ciências Agrárias - Agronomia - Fitossanidade
• Convênio/Acordo: BBSRC, UKRI ; Newton Fund, com FAPESP como instituição parceira no Brasil
• Pesquisador responsável: Henrique Ferreira
• Beneficiário: Henrique Ferreira
• Pesq. responsável no exterior: Mark Charles Enright
• Instituição no exterior: Manchester Metropolitan University (MMU), Inglaterra
• Instituição Sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Rio Claro. Rio Claro , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Franklin Behlau ; Jesus Aparecido Ferro ; João Carlos Setubal ; Jose Salvatore Leister Patane ; Leandro Marcio Moreira
• Bolsa(s) vinculada(s): 19/13394-3 - Xanthomonas citri subsp. citri, cancro cítrico em São Paulo. epidemiologia molecular e potencial de biocontrole de bacteriófagos e suas despolimerases, BP.PD
• Assunto(s): Cancro (doença de planta) Fitopatologia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: citrus canker | copper resistance | epidemiology of Xanthomonas citri | phage-derived molecule control | fitopatologia

Resumo

São Paulo é o maior produtor de laranjas doce do mundo e o maior exportador de suco concentrado de laranja para União Europeia e EUA. Em 2016, o mercado global de suco foi de US$ 89.56 bilhões e espera-se que atinja US$ 117.89b em 2025. Esta indústria emprega >200.000 pessoas e tem um impacto social/econômico positivo para o Brasil.A indústria de laranja é ameaçada por doenças como o cancro cítrico asiático (ACC). Esta doença é devastadora e não existe cura. A forma de controle mais eficaz para ACC continua sendo a erradicação de plantas, além da utilização de biocidas cúpricos, que apresentam toxicidade e podem induzir resistência bacteriana. A partir de 2009, iniciou-se uma política abrandamento do controle de ACC em São Paulo, levando à uma situação de endemismo atual. Hoje, o controle é feito por mitigação de risco, que permite a presença do patógeno no campo. O uso frequente de cobre para controle do espalhamento da ACC irá promover maior contaminação de solo e cursos d'água. ACC é causada pela bactéria Xanthomonas citri subsp. citri (X. citri), que causa queda de frutos, desfolha e até morte da planta. Sabe-se pouco sobre sua diversidade em São Paulo, pois poucos estudos foram realizados levando-se em conta a descrição detalhada da estrutura genética da população bacteriana espalhada no estado e pela falta de foco epidemiológico nas análises. O sequenciamento de genomas é o padrão ouro para se examinar a estrutura genética/populacional e pode fornecer subsídios para estudos das causas das doenças, traçar caminhos de espalhamento dos patógenos e fornecer dados sobre a evolução de resistência antimicrobiana. Entretanto, tais metodologias foram aplicadas a subgrupos de isolados de X. citri em São Paulo.Neste, examinaremos a diversidade e epidemiologia de X. citri isoladas de plantas em São Paulo e usando sequenciamento de genomas. Compararemos dados com relatos de isolados históricos e outros de outros países. Este estudo mostrará a estrutura genética da população atual em áreas de alta, média e baixa incidência de ACC. Fornecerá informações sobre o espalhamento da ACC, se existem linhagens hiper-virulentas, a frequência de troca de material genético entre isolados e com espécies diferentes de bactérias e a magnitude do problema de resistência a cobre.Aqui, faremos o isolamento de fagos para X. citri. Bacteriófagos têm sido utilizados alternativamente aos antibióticos no controle de doenças e são muito aplicados na indústria de alimentos. Fagos têm sido usados no controle de contaminações por Listeria na produção de queijos e para controlar infecções em tomateiros e plantas de pimentão nos EUA. Montaremos uma coleção de ~100 fagos e testaremos sua habilidade de infectar e matar isolados de X. citri em laboratório e de proteger plantas cítricas da infecção em experimentos em casa de vegetação. Analisando previamente genomas de fagos disponíveis em bancos de dados, identificamos genes codificando para enzimas com potencial para desestruturar biofilmes bacterianos. Este biofilmes são mantidos, em parte, por polissacarídeos produzidos pelas bactérias com função de proteção, adesão e são considerados como importantes fatores de virulência.Identificaremos e produziremos uma coleção de enzimas capazes de atuar na despolimerização das matrizes polissacarídicas do biofilme e testaremos sua atividade anti-X. citri. Finalmente, e com auxílio de colaborador Alemão, pretendemos imobilizar tais enzimas em folhas de laranjeiras utilizando para tal peptídeos ancoradores específicos para folhas de citros. Aqui, mediremos o potencial protetivo destas construções contra ACC.Nosso estudo gerará informações importantes sobre a doença no estado de São Paulo e poderá guiar seu manejo, bem como o desenvolvimento de estratégias de controle e prevenção. Finalmente, poderá levar ao desenvolvimento de compostos de controle biodegradáveis e ambientalmente sustentáveis em alternativa ao cobre. (AU)