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PlantBioNem – A biotecnologia vegetal na elucidação do mecanismo de invasão de nemátodes fitoparasitas
Investigador Responsável - Ana Cristina da Silva Figueiredo
Investigador responsável no CESAM - Ana Cristina da Silva Figueiredo
Programa - PTDC/AGR-CFL/117026/2010
Período de Execução - 2012-01-02 - 2015-01-01 (36 Meses)
Entidade Financiadora - FCT - Fundação para a Ciência e a Tecnologia
Financiamento para o CESAM - 135727 €
Financiamento Total - 176797 €
Instituicão Proponente - FCiências.ID
Instituições Participantes
Universidade de Lisboa
Universidade de Évora

Os nemátodes fitoparasitas constituem, actualmente, uma ameaça alarmante, e de difícil controlo, à produtividade agrária e florestal nacional. O seu ciclo de vida, e mecanismo de infecção, está dependente de sinais voláteis, tendo vários fitoquímicos demonstrado já a capacidade de afectar o seu crescimento e desenvolvimento. Bursaphelenchus xylophilus (nemátode da madeira do pinheiro, NMP) e os nemátodes pertencentes aos géneros Globodera e Heterodera (nemátodes-de-quisto) e Meloidogyne (nemátodes das galhas-radiculares), estão entre os que causam maiores danos, e perdas económicas, às produções agrícolas e florestais. O controlo destas pragas é um processo complexo, que recorre, em regra, a armadilhas e/ou insecticidas direccionados ao insecto vector ou a nematicidas de síntese, inespecíficos, dispendiosos e nefastos para o ambiente. Neste contexto, é urgente encontrar soluções, mais seguras para o ambiente e saúde pública e, simultaneamente, menos onerosas. As abordagens comumentemente utilizadas no estudo das doenças provocadas por nemátodes raramente avaliam o mecanismo invasivo em tempo real. Por outro lado, a determinação de potenciais compostos fitonematicidas é usualmente feita por contacto directo fitonematicida-nemátode e não contempla a resposta da planta aos nematicidas e a avaliação da sua toxicidade para a planta. A cultura in vitro de plantas, por constituir um sistema de fácil experimentação e manuseamento, passível de se controlar do ponto de vista nutritivo e ambiental, oferece vantagens adicionais aos sistemas convencionais, na avaliação de fitoquímicos como agentes nematicidas. Constitui ainda um bom sistema para o estudo e a análise dos mecanismos de descontaminação por biotransformação e permite estudar as relações planta-nemátode in loco, sem necessidade de recorrer a material de campo. Na tentativa de se esclarecer o mecanismo invasivo de diferentes tipos de nemátodes, e de se reconhecer a resposta da planta ao nemátode e aos potenciais nematicidas para, num futuro próximo, encontrar estratégias alternativas de controlo de nemátodes, propõe-se, neste projecto, utilizar modelos de co-cultura in vitro planta-nemátode como modelos-teste que simulam as condições de infecção in vivo. Concretamente, e com recurso a - dois tipos de nemátodes que afectam negativamente a economia nacional, B. xylophilus, por afectar as partes aéreas da planta, e nemátodes do género Meloidogyne, que devastam o sistema radicular, e a - culturas in vitro de Pinus spp. micropropagado e raízes transformadas de Solanum tuberosum, já estabelecidas no trabalho de Doutoramento iniciado por Jorge Faria (SFRH/BD/43738/2008) Propomos: Utilizar dois tipos de sistemas modelo de co-cultura in vitro com o fitoparasita: co-cultura de Pinus spp. micropropagado/B. xylophilus e de raízes transgénicas S. tuberosum/M. chitwoodi, com vista: a) à caracterização do perfil metabolómico volátil resultante da infecção e proliferação do nemátode, b) ao seguimento dos mecanismos morfo-anatómicos da infecção, c) à elucidação, em tempo real, da resposta do hospedeiro e do parasita à adição de fitonematicidas e d) à avaliação das alterações na expressão de alguns genes como consequência da invasão do nemátode e da aplicação de fitonematicidas. Para a concretização destes trabalhos, as unidades de investigação envolvidas juntarão as suas valências nas áreas afins a este estudo. A instituição proponente, Instituto para a Biotecnologia e Bioengenharia, Centro de Biotecnologia Vegetal, Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (IBB/CBV/FCUL), tem um trabalho sólido nas áreas de fitoquímica, cultura in vitro de plantas, caracterização morfo-anatómica e de biologia molecular [1-5], a que se alia a longa experiência em nematologia e avaliação de actividade nematicida contra B. xylophilus da Universidade de Évora (UE) [6-8,a-e]. A instituição proponente recorrerá a outras instituições para determinadas etapas/fases do trabalho, como consultores, ao IMAR, Departamento de Ciências da Vida, UC (Prof. Dr Isabel Abrantes) pelo seu conhecimento científico no género Meloidogyne, e onde o bolseiro de Doutoramento já realizou um estágio de aprendizagem das tecnologias específicas para a cultura deste nemátode. A equipa contará ainda com o apoio do Laboratório de Biotecnologia Florestal do Instituto de Tecnologia Química e Biológica (Grupo Pinus/ITQB) (Dra Célia Miguel), actualmente envolvido na transformação de culturas embriogénicas de Pinus e a estudar o papel de genes potencialmente envolvidos na resposta ao nemátode. Os resultados complementarão um projecto entretanto finalizado (PTDC/AGR-AAM/74579/2006) em parceria com a UTAD e UE, e permitirão levar o Doutoramento de um dos elementos da equipa. Beneficiando do conhecimento adquirido até ao momento, os resultados esperados acompanharão o esforço nacional para desenvolver estratégias, e implementar medidas amigas do ambiente, no sentido de controlar e erradicar nemátodes fitoparasitas.


Financiamento do CESAM: