Controle do nematoide das galhas em uma perspectiva global: desafios, estratégias e inovações

Embora os nematoides parasitas de plantas pertençam ao grupo dos nematoides que causam doenças, eles não são pragas, mas sim doenças das plantas.
O nematoide das galhas (Meloidogyne) é o nematoide parasita de plantas mais amplamente distribuído e prejudicial no mundo. Estima-se que mais de 2.000 espécies de plantas no mundo, incluindo quase todas as culturas agrícolas, sejam muito suscetíveis à infecção por nematoides das galhas. Esses nematoides infectam as células do tecido radicular da planta hospedeira, formando tumores que afetam a absorção de água e nutrientes, resultando em crescimento atrofiado, nanismo, amarelecimento, murchamento, enrolamento das folhas, deformação dos frutos e até mesmo a morte da planta inteira, causando perdas globais na produção agrícola.
Nos últimos anos, o controle de doenças causadas por nematoides tem sido o foco de empresas de proteção de plantas e institutos de pesquisa em todo o mundo. O nematoide do cisto da soja é uma importante causa da redução da produção de soja no Brasil, nos Estados Unidos e em outros importantes países exportadores. Atualmente, embora alguns métodos físicos ou medidas agrícolas tenham sido aplicados para o controle da doença, como a seleção de variedades resistentes, o uso de porta-enxertos resistentes, a rotação de culturas e o melhoramento do solo, os métodos de controle mais importantes ainda são o controle químico e o controle biológico.

Mecanismo de ação da junção radicular

O ciclo de vida do nematoide das galhas consiste em ovo, larva de primeiro instar, larva de segundo instar, larva de terceiro instar, larva de quarto instar e adulto. A larva é pequena e vermiforme, o adulto é heteromórfico, o macho é linear e a fêmea tem formato de pera. As larvas de segundo instar migram na água dos poros do solo, buscando a raiz da planta hospedeira através de alelos sensíveis na cabeça, invadindo a planta hospedeira ao perfurar a epiderme a partir da região de alongamento da raiz. Em seguida, atravessam o espaço intercelular, movendo-se até a ponta da raiz e alcançando o meristema radicular. Após atingir o meristema, as larvas de segundo instar retornam em direção ao feixe vascular, alcançando a área de desenvolvimento do xilema. Ali, perfuram as células da planta hospedeira com uma agulha oral e injetam secreções das glândulas esofágicas nas células da raiz. A auxina e várias enzimas presentes nas secreções das glândulas esofágicas podem induzir as células hospedeiras a sofrerem mutações, transformando-as em "células gigantes" com núcleos multinucleados, ricas em suborganelas e com metabolismo vigoroso. As células corticais ao redor das células gigantes proliferam, crescem excessivamente e incham sob a influência destas, formando os nódulos radiculares típicos na superfície da raiz. As larvas de segundo instar utilizam as células gigantes como pontos de alimentação para absorver nutrientes e água, permanecendo imóveis. Em condições adequadas, as larvas de segundo instar podem induzir a hospedeira a produzir células gigantes 24 horas após a infecção, e se desenvolvem em vermes adultos após três mudas nos 20 dias seguintes. Após esse estágio, os machos se movem e deixam as raízes, enquanto as fêmeas permanecem imóveis e continuam seu desenvolvimento, iniciando a postura de ovos por volta do 28º dia. Quando a temperatura ultrapassa 10 °C, os ovos eclodem no nódulo radicular, as larvas de primeiro instar se desenvolvem dentro dos ovos, as larvas de segundo instar emergem dos ovos e deixam a hospedeira para infectar o solo novamente.
Os nematoides das galhas têm uma ampla gama de hospedeiros, podendo parasitar mais de 3.000 tipos de plantas, como hortaliças, culturas alimentares, culturas comerciais, árvores frutíferas, plantas ornamentais e ervas daninhas. As raízes das hortaliças afetadas por nematoides das galhas formam inicialmente nódulos de tamanhos variados, que são branco-leitosos no início e marrom-claros em estágios posteriores. Após a infecção, as plantas no solo apresentam-se baixas, com ramos e folhas atrofiados ou amarelados, crescimento atrofiado, coloração foliar pálida e, em casos graves, crescimento fraco, murchamento em períodos de seca e morte total da planta. Além disso, a regulação da resposta de defesa, o efeito inibitório e os danos mecânicos nos tecidos causados ​​pelos nematoides das galhas nas culturas também facilitam a invasão de patógenos do solo, como bactérias causadoras da murcha de Fusarium e da podridão radicular, resultando em doenças complexas e maiores prejuízos.

Medidas de prevenção e controle

Os inseticidas tradicionais podem ser divididos em fumigantes e não fumigantes, de acordo com os diferentes métodos de utilização.

Fumigante

Inclui hidrocarbonetos halogenados e isotiocianatos, e os não fumigantes incluem organofosforados e carbamatos. Atualmente, entre os inseticidas registrados na China, o bromometano (uma substância que destrói a camada de ozônio e que está sendo gradualmente proibida) e a cloropicrina são compostos de hidrocarbonetos halogenados que podem inibir a síntese de proteínas e as reações bioquímicas durante a respiração dos nematoides das galhas. Os dois fumigantes são o isotiocianato de metila, que pode se degradar e liberar isotiocianato de metila e outros compostos de baixo peso molecular no solo. O isotiocianato de metila pode entrar no corpo do nematoide das galhas e se ligar à globulina transportadora de oxigênio, inibindo assim a respiração do nematoide e causando letalidade. Além disso, o fluoreto de sulfurila e a cianamida de cálcio também foram registrados como fumigantes para o controle de nematoides das galhas na China.
Existem também alguns fumigantes de hidrocarbonetos halogenados que não estão registrados na China, como o 1,3-dicloropropileno, o iodometano, etc., que estão registrados em alguns países da Europa e nos Estados Unidos como substitutos do bromometano.

Não fumigante

Incluindo organofosforados e carbamatos. Entre os nematicidas não fumigados registrados em nosso país, a fosfina tiazólio, o metanofós, o foxifós e o clorpirifós pertencem à classe dos organofosforados, enquanto o carboxanil, o aldicarbe e o carboxanil butatiocarbe pertencem à classe dos carbamatos. Os nematicidas não fumigados interrompem a função do sistema nervoso dos nematoides das galhas, ligando-se à acetilcolinesterase nas sinapses desses insetos. Geralmente, eles não matam os nematoides das galhas, mas apenas os impedem de localizar o hospedeiro e infectá-lo, sendo por isso frequentemente chamados de "paralisadores de nematoides". Os nematicidas tradicionais não fumigados são agentes nervosos altamente tóxicos, que possuem o mesmo mecanismo de ação em vertebrados e artrópodes que nos nematoides. Portanto, sob as restrições de fatores ambientais e sociais, os principais países desenvolvidos do mundo reduziram ou interromperam o desenvolvimento de inseticidas organofosforados e carbamatos, e voltaram-se para o desenvolvimento de novos inseticidas de alta eficiência e baixa toxicidade. Nos últimos anos, entre os novos inseticidas não carbamatos/organofosforados que obtiveram registro na EPA (Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos) estão o espiralato de etila (registrado em 2010), a difluorossulfona (registrada em 2014) e a fluopiramida (registrada em 2015).
Mas, na verdade, devido à alta toxicidade e à proibição de pesticidas organofosforados, existem poucos nematicidas disponíveis atualmente. Na China, foram registrados 371 nematicidas, dos quais 161 tinham como ingrediente ativo a abamectina e 158 o tiazofós. Esses dois ingredientes ativos foram os componentes mais importantes para o controle de nematoides na China.
Atualmente, existem poucos nematicidas novos, entre os quais o sulfóxido de fluoreno, o espiróxido, a difluorossulfona e a fluopiramida são os líderes. Além disso, em termos de biopesticidas, o Penicillium paraclavidum e o Bacillus thuringiensis HAN055, registrados pela Kono, também apresentam forte potencial de mercado.

Patente global para o controle do nematoide das galhas da soja

O nematoide das galhas da soja é uma das principais causas da redução da produtividade da soja nos principais países exportadores, especialmente nos Estados Unidos e no Brasil.
Um total de 4.287 patentes de proteção de plantas relacionadas ao nematoide das galhas da soja foram registradas em todo o mundo na última década. Os pedidos de patente para o nematoide das galhas da soja concentram-se principalmente em regiões e países, sendo o primeiro o Escritório Europeu, seguido pela China e pelos Estados Unidos. Já o Brasil, região com maior incidência do nematoide das galhas da soja, registrou apenas 145 pedidos de patente, a maioria deles provenientes de empresas multinacionais.

Atualmente, a abamectina e o fosfina tiazol são os principais agentes de controle de nematoides de raízes na China. Além disso, o produto patenteado fluopiramida também começou a ser comercializado.

Avermectina

Em 1981, a abamectina foi introduzida no mercado como um controle de parasitas intestinais em mamíferos e, em 1985, como um pesticida. A avermectina é um dos inseticidas mais utilizados atualmente.

Tiazato de fosfina

A fosfina tiazol é um inseticida organofosforado inovador, eficiente e de amplo espectro, não fumigado, desenvolvido pela empresa Ishihara no Japão e já comercializado em diversos países, incluindo o Japão. Estudos preliminares demonstraram que a fosfina tiazol apresenta endossorção e transporte em plantas, além de atividade de amplo espectro contra nematoides parasitas e pragas. Nematoides parasitas de plantas prejudicam muitas culturas importantes, e as propriedades biológicas, físico-químicas e químicas da fosfina tiazol são muito adequadas para aplicação no solo, tornando-a um agente ideal para o controle desses parasitas. Atualmente, a fosfina tiazol é um dos poucos nematicidas registrados para uso em hortaliças na China, e possui excelente absorção interna, podendo ser utilizada não apenas para o controle de nematoides e pragas do solo, mas também para o controle de ácaros e outras pragas foliares. O principal mecanismo de ação dos tiazolídeos de fosfina é a inibição da acetilcolinesterase do organismo alvo, o que afeta a ecologia do segundo estágio larval dos nematoides. Os tiazolídeos de fosfina podem inibir a atividade, os danos e a eclosão dos nematoides, inibindo, assim, o seu crescimento e reprodução.

Fluopiramida

A fluopiramida é um fungicida piridil etil benzamida, desenvolvido e comercializado pela Bayer Cropscience, que ainda está sob patente. A fluopiramida possui certa atividade nematicida e foi registrada para o controle do nematoide das galhas em culturas agrícolas, sendo atualmente um nematicida bastante popular. Seu mecanismo de ação consiste na inibição da respiração mitocondrial, bloqueando a transferência de elétrons da succinato desidrogenase na cadeia respiratória, e inibindo diversas etapas do ciclo de crescimento de bactérias patogênicas, atingindo assim o objetivo de controlá-las.

O ingrediente ativo da fluoropiramida na China ainda está sob patente. Das patentes solicitadas para o controle de nematoides, 3 são da Bayer e 4 são da China, combinando-as com bioestimulantes ou outros ingredientes ativos. De fato, alguns ingredientes ativos ainda sob patente podem ser utilizados para antecipar patentes e conquistar o mercado. Um exemplo é a policidina etil, um excelente agente contra pragas de lepidópteros e tripes, da qual mais de 70% das patentes solicitadas na China são de empresas nacionais.

Pesticidas biológicos para o controle de nematoides

Nos últimos anos, os métodos de controle biológico que substituem o controle químico de nematoides das galhas têm recebido grande atenção no Brasil e no exterior. O isolamento e a seleção de microrganismos com alta capacidade antagônica contra nematoides das galhas são as principais condições para o controle biológico. As principais cepas relatadas de microrganismos antagônicos a nematoides das galhas são Pasteurella, Streptomyces, Pseudomonas, Bacillus e Rhizobium. Myrothecium, Paecilomyces e Trichoderma, no entanto, apresentam dificuldades em exercer seus efeitos antagônicos sobre nematoides das galhas devido a dificuldades no cultivo artificial ou à instabilidade do controle biológico em campo.
Paecilomyces lavviolaceus é um parasita eficaz dos ovos do nematoide das galhas e de Cystocystis albicans. A taxa de parasitismo nos ovos do nematoide das galhas chega a 60% a 70%. O mecanismo de inibição de Paecilomyces lavviolaceus contra nematoides das galhas ocorre da seguinte forma: após o contato da bactéria com os oocistos dos nematoides, em um substrato viscoso, o micélio da bactéria de biocontrole envolve completamente o ovo, tornando-se espesso na extremidade. A superfície da casca do ovo é rompida pela ação de metabólitos exógenos e quitinase fúngica, permitindo a invasão e substituição pelo fungo. O fungo também pode secretar toxinas que matam os nematoides. Sua principal função é matar os ovos. Existem oito registros de pesticidas na China. Atualmente, não existe uma formulação composta comercializada de Paecilomyces lilaclavi, mas sua patente na China permite sua combinação com outros inseticidas para aumentar sua eficácia.

Extrato vegetal

Produtos vegetais naturais podem ser usados ​​com segurança para o controle do nematoide das galhas, e o uso de materiais vegetais ou substâncias nematoides produzidas por plantas para controlar doenças causadas por nematoides das galhas está mais de acordo com os requisitos de segurança ecológica e alimentar.
Os componentes nematoides das plantas existem em todos os órgãos vegetais e podem ser obtidos por destilação a vapor, extração orgânica, coleta de secreções radiculares, etc. De acordo com suas propriedades químicas, são divididos principalmente em substâncias não voláteis, solúveis em água ou em matéria orgânica, e compostos orgânicos voláteis, sendo as substâncias não voláteis a maioria. Os componentes nematoides de muitas plantas podem ser usados ​​para o controle do nematoide das galhas após uma extração simples, e a descoberta de extratos vegetais é relativamente simples em comparação com a descoberta de novos compostos ativos. No entanto, embora apresentem efeito inseticida, o verdadeiro ingrediente ativo e o princípio de ação inseticida muitas vezes não são claros.
Atualmente, o nim, a matrina, a veratrina, a escopolamina, a saponina do chá, entre outros, são os principais pesticidas comerciais com atividade nematofágica, sendo relativamente poucos, e podem ser utilizados na produção de plantas inibidoras de nematoides por meio de consórcio ou cultivo concomitante.
Embora a combinação de extratos vegetais para o controle do nematoide das galhas possa apresentar um efeito melhor no controle desse nematoide, ela ainda não foi totalmente comercializada no estágio atual, mas ainda assim oferece uma nova ideia para o uso de extratos vegetais no controle dessa praga.

Fertilizante bio-orgânico

A chave para o sucesso dos biofertilizantes orgânicos reside na capacidade dos microrganismos antagonistas de se multiplicarem no solo ou na rizosfera. Os resultados demonstram que a aplicação de alguns materiais orgânicos, como cascas de camarão e caranguejo e farelo de oleaginosas, pode melhorar, direta ou indiretamente, o controle biológico do nematoide das galhas. A utilização da tecnologia de fermentação em fase sólida para fermentar microrganismos antagonistas e fertilizantes orgânicos, produzindo biofertilizantes orgânicos, representa um novo método de controle biológico para o manejo da doença causada pelo nematoide das galhas.
No estudo sobre o controle de nematoides em hortaliças com fertilizante bio-orgânico, constatou-se que os microrganismos antagonistas presentes no fertilizante bio-orgânico apresentaram bom efeito de controle sobre os nematoides das galhas, especialmente o fertilizante orgânico produzido a partir da fermentação de microrganismos antagonistas e o fertilizante orgânico obtido por meio da tecnologia de fermentação em fase sólida.
No entanto, o efeito de controle do fertilizante orgânico sobre os nematoides das galhas está intimamente relacionado ao ambiente e ao período de uso, e sua eficiência de controle é muito menor do que a dos pesticidas tradicionais, sendo difícil sua comercialização.
No entanto, como parte do controle com medicamentos e fertilizantes, é viável controlar os nematoides adicionando pesticidas químicos e integrando água e fertilizantes.
Com o grande número de monoculturas (como batata-doce, soja, etc.) cultivadas no país e no exterior, a ocorrência de nematoides está se tornando cada vez mais grave, e o controle desses parasitas também enfrenta um grande desafio. Atualmente, a maioria dos pesticidas registrados na China foi desenvolvida antes da década de 1980, e os novos compostos ativos são seriamente insuficientes.
Os agentes biológicos apresentam vantagens únicas no processo de utilização, mas não são tão eficazes quanto os agentes químicos, e seu uso é limitado por diversos fatores. Através dos pedidos de patentes relevantes, observa-se que o desenvolvimento atual de nematicidas ainda gira em torno da combinação de produtos antigos, do desenvolvimento de biopesticidas e da integração de água e fertilizantes.