Pesquisadores propuseram o reconhecimento de Candidatus Phytoplasma zeae como nova espécie bacteriana associada ao enfezamento-vermelho do milho. O estudo reuniu evidências genômicas, ecológicas e epidemiológicas para diferenciar o patógeno de outros fitoplasmas. A investigação também confirmou sua presença em cigarrinhas-do-milho (Dalbulus maidis) coletadas nos estados norte-americanos de Oklahoma e Iowa.
A proposta representa uma mudança na classificação do agente causal da doença. Até então, os pesquisadores identificavam o fitoplasma do enfezamento-vermelho como uma linhagem relacionada a Candidatus Phytoplasma asteris, integrante do subgrupo 16SrI-B. As novas análises demonstraram características suficientes para sustentar sua separação taxonômica.
A nova classificação considera a especificidade do patógeno em relação ao milho (Zea mays), seus insetos vetores e sua distribuição geográfica. O fitoplasma apresenta ocorrência conhecida restrita às Américas. O milho é o único hospedeiro natural confirmado, embora experimentos tenham demonstrado suscetibilidade de outras espécies do gênero Zea.
Diferenças entre fitoplasmas
Os cientistas sequenciaram e reconstruíram genomas de linhagens do patógeno provenientes do Brasil e dos Estados Unidos. As amostras brasileiras tiveram origem em colônias laboratoriais de cigarrinhas estabelecidas a partir de insetos coletados em lavouras com sintomas da doença. As amostras norte-americanas vieram de cigarrinhas capturadas em campo.
As análises produziram três genomas quase completos, identificados como MBSP-BR, MBSP-OK e MBSP-IA. As sequências apresentaram tamanhos entre 567.501 e 569.327 pares de bases. Cada genoma continha entre 522 e 530 sequências codificadoras previstas.
As estimativas de completude variaram de 97,14% a 98,57% pelo programa CheckM. Outro método, denominado CheckM2, apontou valores entre 95,27% e 97,69%. Esses resultados permitiram comparações genômicas com outras espécies de fitoplasmas.
A identidade nucleotídica média entre Candidatus Phytoplasma zeae e os genomas disponíveis de linhagens relacionadas a Candidatus Phytoplasma asteris variou de 92,6% a 98,4%. Entre as linhagens do próprio fitoplasma do milho, a identidade superou 99,7%.
Os pesquisadores também identificaram diferenças em regiões conservadas do DNA. O gene 16S rRNA, utilizado na classificação bacteriana, apresentou identidade superior a 99% entre o novo táxon e Candidatus Phytoplasma asteris. Apesar da semelhança, 11 posições nucleotídicas permitiram diferenciá-los.
Outros genes, incluindo rpoB, rps3, secY, secA e cpn60, forneceram evidências complementares. As análises filogenéticas posicionaram as linhagens do patógeno do milho em um agrupamento próprio, próximo de Candidatus Phytoplasma asteris e Candidatus Phytoplasma tritici.
Especialização no milho
A comparação dos genomas identificou agrupamentos gênicos exclusivos das linhagens relacionadas a Candidatus Phytoplasma zeae.
Os pesquisadores encontraram genes associados ao transporte e metabolismo de aminoácidos (15 genes), a mecanismos de defesa (8 genes) e à modificação pós-traducional, renovação de proteínas e chaperonas (2 genes).
Entre os agrupamentos identificados, 45 apareceram exclusivamente nas linhagens relacionadas ao fitoplasma do milho.
Segundo os cientistas, essas características podem contribuir para a especialização do patógeno em seu hospedeiro vegetal. O estudo, entretanto, não demonstrou experimentalmente a função desses genes na infecção ou no desenvolvimento dos sintomas.
A análise também identificou grande quantidade de genes sem anotação funcional. Essa limitação impede a determinação completa dos mecanismos moleculares envolvidos na interação entre o fitoplasma, o milho e seus insetos vetores.
Duas espécies de cigarrinhas
A especificidade dos vetores constitui outra evidência favorável à nova classificação.
Os pesquisadores identificam Dalbulus maidis e Dalbulus elimatus como os únicos vetores naturais confirmados do fitoplasma. A primeira espécie apresenta ampla distribuição nas Américas e ocupa posição central na disseminação da doença em áreas produtoras de milho.
A segunda ocorre principalmente no México e em regiões do sudoeste dos Estados Unidos. Costuma ocorrer em áreas acima de 1.000 metros de altitude.
Embora experimentos tenham demonstrado a capacidade de outros insetos adquirirem e transmitirem o patógeno em condições controladas, os pesquisadores ressaltam a ausência de comprovação equivalente em ambientes naturais.
O estudo também menciona a cigarrinha Leptodelphax maculigera, encontrada infectada pelo fitoplasma no Brasil. Investigações laboratoriais posteriores indicaram ausência de capacidade vetora para esse patógeno.
A distribuição geográfica reforçou a diferenciação ecológica. Os registros confirmados do fitoplasma incluem Brasil, Colômbia, México, Peru e Estados Unidos.
O artigo também reúne registros recentes da expansão geográfica de Dalbulus maidis em território norte-americano. Em 2024, a espécie foi registrada em diferentes estados do Meio-Oeste. Em outro estudo, o mesmo grupo de pesquisa relatou o primeiro registro da cigarrinha no Québec, no Canadá. A presença do inseto, contudo, não comprova automaticamente a ocorrência do fitoplasma nessas regiões.
Perdas de até 93%
O enfezamento-vermelho compromete o desenvolvimento do milho e pode provocar perdas expressivas de produtividade.
Entre os sintomas associados à infecção, destacam-se avermelhamento e amarelecimento foliar, estrias cloróticas, redução do crescimento, encurtamento dos entrenós, ramificações laterais e deformação das espigas.
A intensidade dos danos depende de fatores como o momento da infecção e a população de insetos vetores. Estudos anteriores citados na pesquisa registraram perdas de produção entre 35% e 93%.
Os cientistas adotaram a linhagem brasileira MBSP-BRRS como referência para a espécie proposta. A escolha integra um processo de classificação fundamentado em diferenças moleculares, especificidade biológica e consenso entre pesquisadores dedicados ao estudo do patógeno.
A denominação Candidatus Phytoplasma zeae segue as diretrizes taxonômicas aplicáveis aos fitoplasmas, bactérias sem parede celular incapazes de crescimento em meios de cultura axênicos convencionais. O termo Candidatus indica o caráter provisório da classificação desses microrganismos.
A pesquisa disponibilizou as sequências genômicas no GenBank, vinculadas ao BioProject PRJNA1294367. Os dados permitem novas comparações entre linhagens e investigações sobre a diversidade genética do agente causal do enfezamento-vermelho do milho (doi 10.1099/ijsem.0.007301).
O estudo foi realizado pelos cientistas Thierry Alexandre Pellegrinetti, Joshua Molligan, Abraão Almeida Santos, Maria C. Canale, Maira Rodrigues Duffeck, Alejandro Olmedo-Velarde, Jordanne Jacques, Ivair Valmorbida, Ashleigh Faris, Marcos V. S. de Andrade, Magda A. P. Manica, Mauricio Luna, Paola Reyes-Caldas, Jairo Rodriguez-Chalarca, Tim Dumonceaux e Edel Pérez-López.
