Controle de nematoides das galhas em uma perspectiva global: desafios, estratégias e inovações

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

Mecanismo de ação raiz-junção

A história de vida do nematoide das galhas consiste em ovo, larva de primeiro ínstar, larva de segundo ínstar, larva de terceiro ínstar, larva de quarto ínstar e adulto. A larva é pequena, semelhante a um verme, o adulto é heteromórfico, o macho é linear e a fêmea tem formato de pêra. As larvas de segundo ínstar podem migrar na água dos poros do solo, procurar a raiz da planta hospedeira através dos alelos sensíveis da cabeça, invadir a planta hospedeira perfurando a epiderme a partir da área de alongamento da raiz hospedeira e, em seguida, viajar através do espaço intercelular, mover-se para a ponta da raiz e atingir o meristema da raiz. Depois que as larvas de segundo ínstar atingiram o meristema da ponta da raiz, as larvas voltaram para a direção do feixe vascular e atingiram a área de desenvolvimento do xilema. Aqui, as larvas de segundo ínstar perfuram as células hospedeiras com uma agulha oral e injetam secreções da glândula esofágica nas células da raiz hospedeira. A auxina e várias enzimas contidas nas secreções das glândulas esofágicas podem induzir as células hospedeiras a se transformarem em "células gigantes" com núcleos multinucleados, ricos em suborganelas e metabolismo vigoroso. As células corticais ao redor das células gigantes proliferam, crescem e incham sob a influência das células gigantes, formando os sintomas típicos de nódulos radiculares na superfície da raiz. As larvas de segundo ínstar usam células gigantes como pontos de alimentação para absorver nutrientes e água e não se movem. Em condições adequadas, as larvas de segundo ínstar podem induzir o hospedeiro a produzir células gigantes 24 horas após a infecção e se desenvolver em vermes adultos após três mudas nos 20 dias seguintes. Depois disso, os machos se movem e deixam as raízes, as fêmeas permanecem estacionárias e continuam a se desenvolver, começando a pôr ovos em cerca de 28 dias. Quando a temperatura está acima de 10 °C, os ovos eclodem no nódulo radicular, as larvas de primeiro ínstar nos ovos, as larvas de segundo ínstar perfuram os ovos e deixam o hospedeiro no solo novamente, infectado.
Os nematoides das galhas têm uma ampla gama de hospedeiros, que podem ser parasitas em mais de 3.000 tipos de hospedeiros, como vegetais, culturas alimentares, culturas comerciais, árvores frutíferas, plantas ornamentais e ervas daninhas. As raízes dos vegetais afetados por nematoides das galhas formam inicialmente nódulos de diferentes tamanhos, que são branco-leitosos no início e marrom-claros no estágio posterior. Após a infecção com nematoides das galhas, as plantas no solo ficaram curtas, os galhos e folhas ficaram atrofiados ou amarelados, o crescimento foi atrofiado, a cor das folhas ficou clara e o crescimento das plantas gravemente doentes foi fraco, as plantas murcharam na seca e toda a planta morreu em casos graves. Além disso, a regulação da resposta de defesa, o efeito de inibição e os danos mecânicos aos tecidos causados ​​por nematoides das galhas nas culturas também facilitaram a invasão de patógenos transmitidos pelo solo, como a murcha de fusarium e bactérias da podridão radicular, formando assim doenças complexas e causando maiores perdas.

Medidas de prevenção e controle

Os linecidas tradicionais podem ser divididos em fumigantes e não fumigantes de acordo com diferentes métodos de uso.

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 destruidora da camada de ozônio, que está sendo gradualmente banida) e a cloropicrina são compostos de hidrocarbonetos halogenados, que podem inibir a síntese de proteínas e as reações bioquímicas durante a respiração de nematoides das galhas. Os dois fumigantes são o isotiocianato de metila, que pode degradar e liberar isotiocianato de metila e outros compostos moleculares pequenos 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 das galhas e alcançando efeito letal. Além disso, o fluoreto de sulfurila e a cianamida cálcica também foram registrados como fumigantes para o controle de nematoides das galhas na China.
Existem também alguns fumigantes de hidrocarbonetos halogenados que não são registrados na China, como 1,3-dicloropropileno, iodometano, etc., que são registrados em alguns países da Europa e dos Estados Unidos como substitutos do bromometano.

Não fumigante

Incluindo organofosforados e carbamatos. Entre os lineicidas não fumigados registrados em nosso país, a fosfina tiazólio, o metanofos, o foxifos e o clorpirifós pertencem aos organofosforados, enquanto o carboxanil, o aldicarbe e o carboxanil butatiocarbe pertencem aos carbamatos. Os nematocidas não fumigados interrompem a função do sistema nervoso dos nematoides das galhas, ligando-se à acetilcolinesterase nas sinapses dos nematoides das galhas. Geralmente, eles não matam os nematoides das galhas, mas apenas os fazem perder a capacidade de localizar o hospedeiro e infectar, por isso são frequentemente chamados de "paralisadores de nematoides". Os nematocidas não fumigados tradicionais são agentes nervosos altamente tóxicos, que têm o mesmo mecanismo de ação em vertebrados e artrópodes que os 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, voltando-se para o desenvolvimento de alguns novos inseticidas de alta eficiência e baixa toxicidade. Nos últimos anos, entre os novos inseticidas não carbamatos/organofosforados que obtiveram registro na EPA estão o espiralato etílico (registrado em 2010), a difluorosulfona (registrada em 2014) e a fluopiramida (registrada em 2015).
Mas, na verdade, devido à alta toxicidade e à proibição de pesticidas organofosforados, não há muitos nematocidas disponíveis atualmente. 371 nematocidas foram registrados na China, dos quais 161 eram o ingrediente ativo abamectina e 158 eram o ingrediente ativo tiazofos. Esses dois ingredientes ativos foram os componentes mais importantes para o controle de nematoides na China.
Atualmente, não há muitos nematocidas novos, entre os quais o sulfóxido de fluoreno, o espiróxido, a difluorosulfona e a fluopiramida são os líderes. Além disso, em termos de biopesticidas, Penicillium paraclavidum e Bacillus thuringiensis HAN055, registrados pela Kono, também apresentam forte potencial de mercado.

Patente global para controle de nematoides das galhas da soja

O nematoide das galhas da raiz da soja é uma das principais razões para a redução da produtividade da soja nos principais países exportadores, especialmente Estados Unidos e Brasil.
Um total de 4.287 patentes de proteção fitossanitária relacionadas a nematoides das galhas da soja foram depositadas em todo o mundo na última década. A maioria dos pedidos de patente para nematoides das galhas da soja no mundo foi feita em regiões e países, sendo o primeiro o Escritório Europeu, o segundo a China e os Estados Unidos. Enquanto a área mais grave de nematoides das galhas da soja, o Brasil, possui apenas 145 pedidos de patente. A maioria deles vem de empresas multinacionais.

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

Avermectina

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

Tiazato de fosfina

A fosfina tiazol é um inseticida organofosforado não fumigado, inovador, eficiente e de amplo espectro, desenvolvido pela Ishihara Company no Japão, e comercializado em diversos países, como o Japão. Estudos preliminares demonstraram que a fosfina tiazol possui capacidade de 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, físicas e químicas da fosfina tiazol são muito adequadas para aplicação no solo, tornando-se um agente ideal para o controle de nematoides parasitas de plantas. Atualmente, a fosfina tiazol é um dos únicos nematocidas registrados para hortaliças na China e possui excelente absorção interna, podendo ser usada não apenas para controlar nematoides e pragas da superfície do solo, mas também para controlar ácaros e pragas da superfície foliar. O principal modo de ação dos tiazolídeos de fosfina é inibir a acetilcolinesterase do organismo-alvo, o que afeta a ecologia do segundo estágio larval do nematoide. O tiazol de fosfina pode inibir a atividade, os danos e a eclosão dos nematoides, podendo, portanto, inibir o crescimento e a reprodução dos nematoides.

Fluopiramida

A fluopiramida é um fungicida piridil etil benzamida, desenvolvido e comercializado pela Bayer Cropscience, ainda em período de patente. Possui atividade nematicida específica e foi registrada para o controle de nematoides das galhas em culturas, sendo atualmente um nematicida mais popular. Seu mecanismo de ação é inibir a respiração mitocondrial, bloqueando a transferência de elétrons da desidrogenase succínica na cadeia respiratória, e inibir diversas etapas do ciclo de crescimento de bactérias patogênicas para atingir o objetivo de controlar bactérias patogênicas.

O ingrediente ativo da fluropiramida na China ainda está em período de patente. Dos pedidos de patente para nematoides, 3 são da Bayer e 4 da China, que são combinados com bioestimulantes ou diferentes ingredientes ativos para controlar nematoides. De fato, alguns ingredientes ativos dentro do período de patente podem ser usados ​​para realizar o planejamento de patentes com antecedência para conquistar o mercado. Como a etilpolicidina, um excelente agente contra lepidópteros e tripes, mais de 70% das patentes nacionais são requeridas por empresas nacionais.

Pesticidas biológicos para controle de nematoides

Nos últimos anos, métodos de controle biológico que substituem o controle químico de nematoides das galhas têm recebido ampla atenção no país e no exterior. O isolamento e a triagem de microrganismos com alta capacidade antagonista contra nematoides das galhas são as principais condições para o controle biológico. As principais cepas relatadas de microrganismos antagonistas de nematoides das galhas foram Pasteurella, Streptomyces, Pseudomonas, Bacillus e Rhizobium. Myrothecium, Paecilomyces e Trichoderma. No entanto, alguns microrganismos apresentaram dificuldade em exercer seus efeitos antagonistas sobre nematoides das galhas devido a dificuldades em cultivo artificial ou efeito de controle biológico instável em campo.
Paecilomyces lavviolaceus é um parasita eficaz dos ovos do nematoide das galhas radiculares do sul e Cystocystis albicans. A taxa de parasita dos ovos do nematoide das galhas radiculares do sul é tão alta quanto 60% a 70%. O mecanismo de inibição de Paecilomyces lavviolaceus contra nematoides das galhas radiculares é que, após o contato de Paecilomyces lavviolaceus com oocistos de verme-da-linha, no substrato viscoso, o micélio de bactérias de biocontrole envolve todo o ovo, e a extremidade do micélio se torna espessa. A superfície da casca do ovo é quebrada devido às atividades de metabólitos exógenos e quitinase fúngica, e então os fungos a invadem e a substituem. Ele também pode secretar toxinas que matam nematoides. Sua principal função é matar ovos. Existem oito registros de pesticidas na China. Atualmente, o Paecilomyces lilaclavi não possui uma forma farmacêutica composta para venda, mas seu layout de patente na China possui uma patente para composição com outros inseticidas para aumentar a atividade de uso

Extrato vegetal

Produtos vegetais naturais podem ser usados ​​com segurança para o controle de nematoides das galhas, e o uso de materiais vegetais ou substâncias nematoides produzidas por plantas para controlar doenças de nematoides das galhas está mais de acordo com os requisitos de segurança ecológica e segurança alimentar.
Os componentes nematoides das plantas existem em todos os órgãos da planta e podem ser obtidos por destilação a vapor, extração orgânica, coleta de secreções radiculares, etc. De acordo com suas propriedades químicas, eles são divididos principalmente em substâncias não voláteis com solubilidade em água ou solubilidade orgânica e compostos orgânicos voláteis, dos quais as substâncias não voláteis representam a maioria. Os componentes nematoides de muitas plantas podem ser usados ​​para o controle de nematoides das galhas após simples extração, e a descoberta de extratos vegetais é relativamente simples em comparação com novos compostos ativos. No entanto, embora tenham efeito inseticida, o verdadeiro ingrediente ativo e o princípio inseticida muitas vezes não são claros.
Atualmente, nim, matrina, veratrina, escopolamina, saponina do chá e outros são os principais pesticidas comerciais para plantas com atividade de eliminação de nematoides, que são relativamente poucos e podem ser usados ​​na produção de plantas inibidoras de nematoides por meio de plantio intercalado ou concomitante.
Embora a combinação de extratos de plantas para controlar o nematoide das galhas tenha um efeito melhor no controle de nematoides, ela ainda não foi totalmente comercializada no estágio atual, mas ainda fornece uma nova ideia para extratos de plantas para controlar o nematoide das galhas.

Fertilizante bio-orgânico

A chave da fertilização bio-orgânica reside na capacidade dos microrganismos antagonistas de se multiplicarem no solo ou no solo rizosférico. Os resultados demonstram que a aplicação de alguns materiais orgânicos, como cascas de camarão e caranguejo e farinha de óleo, pode melhorar direta ou indiretamente o efeito do controle biológico do nematoide-das-galhas-radiculares. Utilizar a tecnologia de fermentação sólida para fermentar microrganismos antagonistas e fertilizante orgânico para produzir fertilizante bio-orgânico é um novo método de controle biológico para controlar a doença do nematoide-das-galhas-radiculares.
No estudo de controle de nematoides vegetais com fertilizante bio-orgânico, descobriu-se que os microrganismos antagônicos no fertilizante bio-orgânico tiveram um bom efeito de controle sobre os nematoides das galhas, especialmente o fertilizante orgânico feito a partir da fermentação de microrganismos antagônicos e o fertilizante orgânico por meio da tecnologia de fermentação sólida.
Entretanto, o efeito de controle do fertilizante orgânico sobre os nematoides das galhas tem grande relação com o ambiente e o período de uso, e sua eficiência de controle é muito menor do que a dos pesticidas tradicionais, sendo difícil de comercializar.
Entretanto, como parte do controle de medicamentos e fertilizantes, é possível controlar nematoides adicionando pesticidas químicos e integrando água e fertilizantes.
Com o grande número de variedades de monoculturas (como batata-doce, soja, etc.) plantadas no país e no exterior, a ocorrência de nematoides está se tornando cada vez mais grave, e o controle de nematoides também enfrenta um grande desafio. Atualmente, a maioria das variedades de pesticidas registradas na China foi desenvolvida antes da década de 1980, e os novos compostos ativos são extremamente insuficientes.
Os agentes biológicos apresentam vantagens únicas no processo de aplicação, mas não são tão eficazes quanto os agentes químicos, e seu uso é limitado por diversos fatores. Através dos pedidos de patentes relevantes, pode-se observar que o desenvolvimento atual de nematocidas ainda gira em torno da combinação de produtos antigos, do desenvolvimento de biopesticidas e da integração de água e fertilizantes.