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Publicado em: 11/02/2021

Pesquisa sobre mecanismos de defesa das plantas contra ataque de insetos ajudam a agregar resistência a sementes comestíveis

Paula Guatimosim 

O estudo pretende reduzir as perdas de grãos no armazenamento,
quando podem atingir 70% do total estocado (Fotos: Divulgação Uenf)

Ao observar a natureza é possível constatar que algumas plantas são atacadas por determinados insetos, outras não. Algumas plantas possuem mecanismos de defesa tão eficazes que podem “emprestar” essa vantagem a outras plantas, em especial sementes utilizadas no consumo humano ou animal, como feijões, milho etc. Estudar os mecanismos de defesa das plantas é a linha de pesquisa que percorre a doutora em Biociências e Biotecnologia Antônia Elenir Amâncio Oliveira, do Laboratório de Química e Função de Proteínas e Peptídeos da Universidade Estadual do Norte Fluminense (Uenf). Seu trabalho “Influência da domesticação das plantas nas defesas naturais das sementes: estudo comparativo dos mecanismos de defesa de espécies cultivadas e selvagens contra insetos-praga da agricultura” (doi.org/10.1016/j.pestbp.2021.104782) busca entender os mecanismos naturais de defesa das plantas. São estudos que podem contribuir para a diminuição das perdas durante no período pós-colheita das sementes, ou seja, durante o armazenamento, perdas que chegam a até 70%. Dessa forma, a pesquisa também contribui para diminuir o uso de inseticidas por parte dos agricultores.

“A população mundial cresce a uma velocidade e proporção bem maiores do que a produção de alimentos. Como não podemos nos dar ao luxo de perder os alimentos estocados, usamos inseticidas que, muitas vezes, são extremamente danosos ao meio ambiente e ao ser humano”, diz a pesquisadora. Filha de agricultor, Antônia nasceu em Quixadá, município localizado no sertão central do Ceará, e conviveu desde cedo com as dificuldades enfrentadas pela lida do pai nas lavouras de feijão, uma das poucas que resistem à seca extrema do sertão. “O homem do campo é um apaixonado pelo que faz, mas, em sua maioria, se não estiver associado a uma cooperativa, é um sobrevivente”, afirma Antônia, explicando que a última geração de lavradores da família terminou com seu pai, falecido há cinco anos, já que nem ela e nem os irmãos permaneceram no campo.

Contemplada no programa Cientista do Nosso Estado, da FAPERJ, a pesquisadora desenvolveu um projeto guarda-chuva que tenta incluir todos os trabalhos sobre o assunto que vêm sendo desenvolvidos no seu grupo. No seu caso, foram integradas duas vertentes: a primeira voltada para o estudo de sementes de feijão. Em colaboração com a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) Meio-Norte, são estudadas cultivares de feijão-de-corda ou caupi (Vigna unguiculata), o preferido no cardápio do Nordeste. Alguns resultados desse estudo já foram publicados em artigos, nos quais são descritos dentre nove cultivares de feijão, melhorados pela Embrapa, três que apresentavam compostos tóxicos para repelir insetos. Um desses cultivares foi escolhido para o aprofundamento das pesquisas e os resultados obtidos acabam de ser publicados.

Com o grupo de pesquisa da Uenf, Antônia
desenvolve um programa de melhoramento do
feijão comum, o mais consumido no Sudeste 

Em colaboração com um grupo de pesquisa do Centro de Ciências e Tecnologias Agropecuárias da Uenf, que desenvolve um programa de melhoramento do feijão comum (Phaseolus vulgaris), o mais consumido no Sudeste, entre eles o preto e carioquinha, o trabalho visa a identificação de cultivares resistentes a insetos.

Na outra vertente do seu trabalho, Antônia estuda a toxicidade de algumas sementes de espécies nativas para insetos e que, portanto, possuem repelentes naturais. “As pragas selecionam alimentos que não as fazem mal”, sendo assim, existem plantas hospedeiras de determinadas pragas. “O que tentamos identificar é o que uma semente possui que faz com que o inseto não queira comê-la”, esclarece Antônia, que se graduou em Ciências Biológicas na Universidade Federal do Ceará (UFC). De acordo com ela, o problema é que quando o homem domestica uma espécie para transformá-la em adequada para a alimentação, naturalmente já selecionou uma semente que não é tóxica, fazendo com que, muitas vezes, ela perca sua defesa contra insetos. No entanto, em busca da produção em larga escala, que seja suficiente para alimentar a população, os grãos e sementes passam pela estocagem, fase em que insetos, como gorgulhos ou carunchos mais atacam as sementes.

Por isso, a pesquisadora diz que o objetivo desses projetos é estudar sementes que sejam comestíveis, mas que possuam defesas naturais contra o ataque de insetos. A pesquisadora ressalta, entretanto, que a caracterização da suscetibilidade ou resistência da semente ao ataque de pragas é apenas uma das características desejáveis em uma semente, que ainda precisa agregar outros atributos como alta produtividade, não ser muito exigente em termos nutricionais de solo etc. No geral, acrescenta, há outras características igualmente importantes, que deverão ser observadas antes que essas culturas sejam consideradas adequadas para a produção em larga escala.

Antônia explica que são nas sementes de plantas nativas que se encontram as maiores concentrações de compostos tóxicos. Ela dá o exemplo da semente da Aroeira, também conhecida como pimenta-rosa, cuja utilização na gastronomia ganhou espaço nos últimos anos. De acordo com ela, os resultados preliminares do seu grupo de estudo mostram que essas sementes são ricas em compostos tóxicos para esse tipo de inseto-praga. “E como ela já é usada na alimentação, significa que não tem consideráveis efeitos tóxicos para o ser humano”, garante Antônia, acrescentando que outras espécies também vêm apresentando dados promissores, como a Albizia lebbeck, planta ornamental que possui um composto chamado quitinase, que ataca a quitina, um carboidrato existente em fungos e insetos, mas que não afeta o ser humano. “Ao isolarmos esses compostos, podemos conhecer as suas propriedades e sabermos se eles são adequados para, no futuro, serem usados para a obtenção de plantas comerciais com sementes mais resistentes. Inibidores de tripsina são uma das proteínas mais conhecidos como tendo ação inseticida. Entretanto, como a tripsina é uma enzima do nosso sistema digestivo, a presença de altas concentrações desses inibidores em sementes, que são consumidas cruas, não é desejável. Já a presença desses inibidores em sementes que serão consumidas após cozimento, não apresenta risco, pois o calor inativa a atividade desses inibidores. “Por isso precisamos conhecer os compostos tóxicos, isolar e testar separadamente sobre os insetos, conhecer suas propriedades e características, para só depois classificá-los como tendo potencial biotecnológico”, explica a pesquisadora.

Antônia: ao isolarmos compostos, conhecemos suas
propriedades e sabemos se servirão para a obtenção
de plantas comerciais com sementes mais resistentes

Segundo dados da Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a Agricultura (FAO) de 2019, o Brasil é um dos maiores consumidores de agrotóxicos do mundo. No País, o uso de inseticidas ainda é o principal método de combate à infestação por insetos em lavouras. No entanto, o uso desses defensivos sintéticos vem sendo questionado, não só por seu alto custo, quanto pelo aumento e seleção de pragas resistentes devido ao uso indiscriminado dos pesticidas, que também tem causado contaminação alimentar e acúmulo de resíduos tóxicos no ambiente, incluindo corpos hídricos. É justamente para minimizar o uso de pesticidas na produção agrícola que pesquisadores vêm se dedicando à produção de genótipos e cultivares de plantas naturalmente mais resistentes a infestações por pragas e aprofundando os conhecimentos sobre as bases moleculares das interações inseto-planta.

Antônia espera que suas pesquisas resultem em dados robustos, com o estudo comparativo das defesas constitutivas de sementes quiescentes cultivadas, de aproximadamente 60 genótipos – 28 genótipos de Phaseolus vulgaris e 32 genótipos de Vigna unguiculata – e com sementes quiescentes selvagens de 12 espécies de plantas nativas do Brasil. E que esses dados forneçam evidências de que os processos de domesticação das plantas têm gerado sementes com menor capacidade defensiva, consequentemente mais susceptíveis a infestação por insetos. O estudo também pretende identificar genótipos de feijão-de-corda e feijão comum resistentes ou menos susceptíveis a infestação por seus insetos-praga.

A pesquisadora destaca a importância da divulgação científica para que a população entenda a necessidade constante de investimentos e incentivos em ciências e tecnologias. Antônia lembra que embora seu pai tivesse orgulho das suas conquistas como pesquisadora, ele não compreendia, assim como muitas outras pessoas, o porquê de se estudar o mesmo assunto há 20 anos. Para explicar porque seu estudo não chegava ao término, a filha esclarecia que precisava estar constantemente desenvolvendo pesquisas porque os insetos, após algumas gerações, também podem desenvolver resistência ao composto tóxico presente na semente. “É um pouco semelhante ao que está acontecendo nessa pandemia do novo coronavírus. Os cientistas desenvolveram, em tempo recorde, vacinas eficientes contra variantes de Sars-CoV-19, mas já existem novas variantes sobre as quais ainda não conhecemos a eficiência dessas vacinas”, compara Antônia. A pesquisadora destaca ainda a importância da cooperação entre instituições para o progresso da ciência e destaca a colaboração de pesquisadores da Uenf, Embrapa Meio-Norte e Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz) como indispensáveis para a realização desse trabalho.

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