Estudo sobre duas espécies de nematóides sugere que as mudanças climáticas causarão maiores danos às culturas

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 14185 (2023) Citar este artigo

Detalhes das métricas

A segurança alimentar tornou-se um dos maiores desafios do milénio e prevê-se que seja agravada pelas alterações climáticas devido aos efeitos adversos da temperatura do solo na produtividade das culturas. Embora os nematóides parasitas de plantas sejam um dos fatores limitantes mais importantes da produção agrícola, o destino da temperatura do solo em sua biologia não é totalmente compreendido. Aqui apresentamos os efeitos da temperatura do solo na sobrevivência, reprodução, virulência e gravidade da doença a partir da perspectiva de duas espécies de nematóides Rotylenchulus reniformis e Meloidogyne floridensis. As duas espécies de nematóides foram selecionadas propositalmente para representar uma ameaça significativa às culturas anuais e perenes. Empregamos novas abordagens de exposição direta e indireta ao calor para avaliar a biologia dos nematóides. O ensaio de exposição direta ao calor envolveu a exposição dos nematóides à água quente em um bloco de aquecimento a 32, 33 e 34 °C por 7 horas, e posterior avaliação de sua sobrevivência após 18 horas. O ensaio de exposição indireta empregou uma esteira térmica comercial para elevar a temperatura do solo a 32, 33 e 34 °C por 7 horas durante o dia, e subsequente avaliação da reprodução dos nematóides, virulência e/ou severidade da doença durante o período de 6 semanas após inoculação. Quando exposto diretamente à água quente a 34 °C, a sobrevivência de R. reniformis aumentou 10%, enquanto a sobrevivência de M. floridensis diminuiu 12% em relação a 32 °C. Ao aumentar a temperatura do solo de 32 para 34 °C, a reprodução de R. reniformis e M. floridensis diminuiu 49% e 53%, respectivamente. Uma redução significativa na reprodução de M. floridensis ocorreu quando a temperatura do solo foi aumentada de 33 para 34 °C, porém, a mesma condição não afetou significativamente a reprodução de R. reniformis, sugerindo que esta última espécie tem maior capacidade de adaptação ao aumento da temperatura do solo. . Além disso, a virulência de R. reniformis foi maior a 33 e 34 °C em relação a 30 °C, indicando maior agressividade do nematóide em temperaturas mais altas do solo. A virulência de M. floridensis pareceu diminuir, como é evidente pelo aumento da biomassa radicular quando a temperatura do solo aumentou de 32 para 34 °C, no entanto, a maior biomassa radicular pode ter resultado do aumento de galhas nas raízes em temperaturas mais altas. Os resultados do presente estudo sugerem que, embora as temperaturas mais elevadas do solo devido às alterações climáticas possam levar à redução da reprodução dos nemátodos, as perdas de colheitas provavelmente aumentarão devido ao aumento da virulência dos nemátodos. Através do presente estudo, relatamos evidências práticas do impacto quantitativo das mudanças climáticas na biologia dos nematóides parasitas de plantas. Mais estudos envolvendo uma faixa mais ampla de temperatura e tempo de exposição são necessários para compreender melhor a biologia dos nematóides sob as mudanças climáticas.

Os nematóides parasitas de plantas (PPN) são vermes pseudocelômicos microscópicos não segmentados que têm distribuição cosmopolita e se alimentam de plantas como patógenos obrigatórios. Mais de 4.000 espécies de PPN foram descritas e são responsáveis ​​por aproximadamente US$ 358 bilhões em perdas de colheitas em todo o mundo todos os anos1. Entre várias espécies de PPN, o nematóide reniforme (Rotylenchulus reniformis) é uma das espécies de nematóides economicamente mais importantes, especificamente nos EUA, onde aproximadamente 168 mil fardos de algodão e 2 milhões de alqueires de soja são perdidos anualmente para esse nematóide2,3. A presença de apenas dois R. reniformis num centímetro cúbico de solo no início da época de cultivo é suficiente para provocar perdas económicas da colheita até ao final da época de cultivo4. Da mesma forma, um novo e emergente nemátodo das galhas do pêssego (Meloidogyne floridensis) está a tornar-se uma ameaça crescente para as indústrias de culturas arbóreas nos EUA, uma vez que as opções de gestão disponíveis para outras espécies de Meloidogyne não são eficazes contra este nemátodo5. O manejo desses nematóides continuará a ser um desafio devido (i) à falta de resistência da planta hospedeira ou à preferência dos produtores por cultivares de alto rendimento com pouca ou nenhuma consideração ao status de resistência, (ii) à existência de variabilidade significativa na reprodução e virulência entre isolados geográficos de nematóides, levando a um menor desempenho de linhagens resistentes6,7,8,9, (iii) incapacidade dos nematicidas de fornecer proteção contra nematóides durante toda a estação10, (iv) efeitos adversos dos fumigantes no meio ambiente e na saúde humana7, e (v) falta de esforços conjuntos entre investigadores e decisores políticos para combater as perdas de colheitas causadas por nemátodos no futuro com solos mais quentes.