Fundamentos da Fitopatologia: História, Epidemiologia e Patógenos

Os 5 Períodos da História da Fitopatologia

1. Período Místico: O homem atribuía as doenças de plantas a causas místicas.
2. Período de Predisposição (Séc. XIX): Iniciou quando se percebeu a associação entre fungos e plantas doentes. As doenças seriam resultado de distúrbios nutricionais que predispunham os tecidos da planta a produzirem fungos (Ideia de Geração Espontânea).
3. Período Etiológico (A partir de 1860): Com o desenvolvimento da microbiologia (Pasteur), derrubou-se a ideia da geração espontânea e provou-se a origem bacteriana de doenças. Houve a descrição de várias doenças e o surgimento da calda bordalesa.
4. Período Ecológico: Reconhece a importância vital do meio ambiente na manifestação da doença, vista como a interação da planta, do meio e do patógeno.
5. Período Atual (A partir de 1946): Inicia com a publicação do livro Princípios da Infecção de Plantas, por Gaumann. Foco em pesquisas básicas sobre a fisiologia de fungos, plantas e o progresso da doença em condições de campo.

Epidemias Famosas na História da Fitopatologia

• Irlanda (1845): Requeima da Batata. Causou fome, morte (2 milhões) e emigração (1 milhão).
• Bengala (1942): Helmintosporiose do Arroz. Causou 2 milhões de mortes.
• Inglaterra (1870): Ferrugem do Café. Levou à troca do cultivo de café pelo chá.
• Brasil (SP): Exemplos notáveis incluem Tristeza dos Citrus, Cancro Cítrico e Mal do Panamá em banana.

Caracterização da Epidemia (Triângulo da Doença)

A epidemia é caracterizada pela interação harmoniosa entre três fatores essenciais:

• Patógeno: Atuante e virulento.
• Hospedeiro: Suscetível.
• Ambiente: Condições favoráveis.

Diferença entre Epidemia e Endemia

Epidemia: Refere-se ao aumento da doença numa população de plantas em intensidade e/ou extensão, ou seja, um aumento na incidência-severidade e/ou um aumento na área geográfica ocupada pela doença.

Endemia: Caracteriza uma doença que está sempre presente numa determinada área, mas sem estar em expansão significativa.

Fatores que Afetam o Desenvolvimento de uma Epidemia

• Fatores do Hospedeiro: Níveis de resistência genética ou suscetibilidade, grau de uniformidade genética, tipo de cultura e idade da planta hospedeira.
• Fatores do Patógeno: Nível de virulência e agressividade, quantidade de inóculo próximo ao hospedeiro, tipo de reprodução, ecologia e modo de disseminação.
• Fatores do Ambiente: Umidade, temperatura, luminosidade, fertilidade do solo e pH.
• Fatores do Homem (Antrópicos): Seleção e preparo do local de plantio, seleção do material de propagação, práticas culturais e introdução de novos patógenos.

Diferenciação entre Parasitismo, Comensalismo e Mutualismo

• Parasitismo: Relação nutricional onde um componente (o parasita) obtém alimento do outro (o hospedeiro), causando-lhe prejuízo.
• Comensalismo: Interação favorável a apenas um dos componentes (geralmente o parasita), que se beneficia do hospedeiro sem prejudicá-lo.
• Mutualismo: Interação que resulta em benefício mútuo para ambos. Ex: Fungos + Algas = Líquens; Bactérias fixadoras de N.

Agentes Causais de Doenças: Bióticos e Abióticos

• Agentes Bióticos (Patógenos): Fungos, bactérias, vírus, viróides, fitoplasmas, espiroplasmas, nematoides e protozoários.
• Agentes Abióticos (Não-Infecciosos): Baixa fertilidade, deficiência hídrica, toxemia de insetos, poluição do ar, etc.

Classificação de Doenças de Plantas Segundo McNew

A classificação de McNew organiza as doenças com base nos processos fisiológicos da planta que são afetados:

1. Grupo I: Destroem órgãos de armazenamento. Afeta o Armazenamento de nutrientes. Ex: Podridões de órgãos de reserva (Erwinia).
2. Grupo II: Causam danos em plântulas. Afeta a Formação de tecidos jovens. Ex: Damping-off (Phytophthora spp.).
3. Grupo III: Danificam as raízes. Afeta a Absorção de água e nutrientes. Ex: Podridões de raiz e colo (Fusarium solani).
4. Grupo IV: Atacam o sistema vascular. Afeta o Transporte de água e nutrientes. Ex: Doenças vasculares (Ralstonia solanacearum).
5. Grupo V: Interferem na fotossíntese. Afeta a Produção de energia. Ex: Manchas, ferrugens, oídios e míldios (Alternaria spp.).
6. Grupo VI: Alteram o aproveitamento das substâncias fotossintetizadas. Afeta a Utilização das substâncias elaboradas. Ex: Carvões, galhas, viroses (Ustilago scitaminea).

Os Grupos I e II apresentam alta capacidade destrutiva, provocando a morte rápida do órgão ou da planta. Os Grupos V e VI são considerados mais evoluídos, pois convivem com o hospedeiro sem causar sua rápida destruição. O Grupo VI é o mais evoluído e específico, enquanto o Grupo I é o mais agressivo.

Relação entre Grupos de Doenças, Agressividade e Evolução

Tipos de Parasitismo e Modo de Vida

• Parasitas Obrigatórios (Biotróficos): Vivem às custas do tecido vivo do hospedeiro. Não são cultivados em meio de cultura. Ex: Fungos causadores de míldios, oídios, ferrugens e carvões; vírus, viróides, nematoides e algumas bactérias.
• Parasitas Facultativos (Saprófitas Facultativos): São aqueles que normalmente se desenvolvem como saprófitas, mas são capazes de passar parte, ou todo o seu ciclo de desenvolvimento como parasitas. São facilmente cultivados em meio de cultura. Ex: Fungos como Rhizoctonia solani e Sclerotium rolfsii.
• Saprófitas (Parasitas Facultativos): São aqueles que vivem a maioria do tempo ou a maior parte de seu ciclo de vida como parasitas, mas em certas circunstâncias, podem sobreviver saprofiticamente sobre matéria orgânica morta. Podem ser cultivados em meio de cultura. Ex: Fungos causadores de manchas foliares, como Alternaria spp., Colletotrichum spp. e Cercospora spp.

Modos de Vida dos Patógenos Bióticos

• Biotróficos: Parasitas obrigatórios (Ex: Ferrugens).
• Necrotróficos: Saprófitas (Ex: Podridões).
• Hemibiotróficos: Parasitas facultativos (Ex: Manchas).

O Ciclo das Relações Patógeno-Hospedeiro

O ciclo da doença é dividido em fases primárias e secundárias. O Ciclo Primário se inicia com a sobrevivência do inóculo em um determinado local (fonte de inóculo). Embora a sobrevivência ocorra no final do ciclo da cultura anterior, ela é considerada a primeira fase do novo ciclo, pois o início da doença depende desse inóculo residual.

O Ciclo Secundário ocorre quando o inóculo produzido na planta infectada (inóculo secundário) causa novas infecções dentro da mesma estação de crescimento, permitindo a rápida progressão da epidemia.

Definições Chave em Epidemiologia

• Inóculo: Estrutura do patógeno (reprodutiva ou vegetativa) capaz de causar infecção no hospedeiro.
• Fonte de Inóculo: O local onde o inóculo é produzido ou onde ele se encontra antes de iniciar a infecção.
• Inóculo Primário (ou Inicial): O inóculo responsável pelo início do ciclo primário das relações patógeno-hospedeiro, iniciando o processo da doença em cada ciclo da cultura.
• Inóculo Secundário: O inóculo produzido sobre o hospedeiro já infectado, responsável pelos ciclos secundários da doença.

Doenças Monocíclicas vs. Policíclicas

• Doenças Monocíclicas: Ocorrem apenas 1 processo monocíclico durante o ciclo da planta. A taxa de progressão da doença depende primariamente do inóculo inicial.
• Doenças Policíclicas: Ocorrem vários processos monocíclicos durante o ciclo da planta. A progressão depende mais da capacidade reprodutiva do patógeno (produção de inóculo secundário).

O Processo de Disseminação

A disseminação envolve a Liberação e a Dispersão do inóculo. Pode ocorrer de duas formas:

• Disseminação Passiva: Depende de fatores externos, como gravidade, vento, chuva, água de irrigação, animais e o homem.
• Disseminação Ativa: Ocorre por mecanismos próprios do patógeno, como pressão osmótica ou secreção do hilo.

Sintomas e Sinais de Doenças de Plantas

Sintomas

O sintoma é o conjunto de alterações morfológicas e/ou fisiológicas no hospedeiro, sendo a exteriorização da doença (manifestação da planta). Exemplos:

• Falha na germinação
• Podridão de raízes e frutos
• Tombamento de mudas (Damping-off)
• Canela preta
• Manchas e necroses das folhas
• Seca de ramos
• Plantas murchas
• Cancros, hérnias e galhas

Sinais

O sinal é a presença da estrutura do microrganismo no tecido doente, ou seja, o próprio patógeno ou uma de suas estruturas na planta. Exemplos:

• Pus bacteriano
• Frutificações de fungos
• Micélio

O Processo Infeccioso na Interação Fungo-Planta

1. Pré-Penetração: Fixação dos propágulos fúngicos à superfície do hospedeiro, através da produção de materiais adesivos.
2. Penetração: Ocorre a degradação da cutícula ou a entrada por aberturas naturais/ferimentos.
3. Colonização: O patógeno promove a degradação e consequente assimilação de substâncias do hospedeiro, muitas vezes através da produção de toxinas, e precisa vencer os mecanismos de resistência da planta. A colonização é influenciada principalmente pela temperatura.
4. Reprodução: Produção de novas estruturas de inóculo.

Período Latente: Período em dias desde a inoculação até o aparecimento das pústulas ou lesões com esporos.

Período Infeccioso: Período que vai do início ao fim da esporulação.

Rotação de Culturas no Controle de Doenças

Definição: A rotação de culturas é o cultivo alternado de espécies vegetais diferentes no mesmo local e na mesma estação anual (Ex: trigo, aveia, trigo, aveia).

Princípio de Controle: O princípio envolvido é a supressão ou eliminação do substrato apropriado para o patógeno. A ausência da planta hospedeira (incluindo plantas voluntárias e restos culturais) leva à erradicação total ou parcial dos patógenos necrotróficos que são nutricionalmente dependentes dela.

Características das Bactérias Fitopatogênicas

As bactérias fitopatogênicas são procariontes, unicelulares, aeróbicas ou anaeróbicas facultativas, com dimensões típicas de 1 a 3,5 µm de comprimento por 0,5 a 0,7 µm de diâmetro.

• Formas Comuns: Cocos, bastonetes (bacilos - mais comuns em fitopatógenos), vibriões, espirilos e espiroquetas.
• Motilidade: Podem ser móveis ou imóveis, movendo-se por flagelos (movimento ondulatório ou rotatório).
• Coloração de Gram:
  • Gram-Positivas: Possuem parede celular mais impermeável, o álcool não consegue descolori-las.
  • Gram-Negativas: Possuem parede celular mais permeável, o álcool remove o cristal violeta e o iodo.
• 4 Fases de Crescimento:
  1. Fase Lag (Adaptação)
  2. Fase Log (Fase Logarítmica ou Crescimento Exponencial)
  3. Fase Estacionária (Células viáveis = Células mortas)
  4. Fase de Morte Celular

Principais Gêneros de Bactérias Fitopatogênicas

• Pseudomonas:
  • Características: Bacilo reto, móvel (um a vários flagelos polares - lofótrica), Gram-negativa, aeróbia.
  • Colônia: Branca, cinza claro ou creme; pode produzir pigmento verde fluorescente.
  • Exemplos de Doenças: Crestamento bacteriano em soja. Ex: P. syringae pv. tomato.
• Xanthomonas:
  • Características: Bacilo reto, móvel (único flagelo polar - monótrica), Gram-negativa, aeróbia.
  • Colônia: Geralmente amarela, devido ao pigmento xantomonadina.
  • Exemplos de Doenças: Mancha foliar e cancro. Ex: X. vesicatoria, X. campestris pv. vesicatoria.
• Agrobacterium:
  • Características: Bacilo reto (bastonete), móvel (um ou seis flagelos), Gram-negativa.
  • Colônia: Branca/bege clara.
  • Exemplos de Doenças: Tumores (galhas) e raiz em cabeleira. Causa desvio de nutrientes e fotoassimilados para o crescimento do tumor.
• Erwinia:
  • Características: Bacilo reto, móvel, Gram-negativa, anaeróbia facultativa.
  • Colônia: Branca ou amarela.
  • Exemplos de Doenças: Podridão mole, murchas, morte dos ponteiros. A bactéria ataca órgãos de reserva, produzindo pectinases que degradam a lamela média, causando perda de rigidez do tecido. Ex: E. carotovora, E. amylovora.
• Ralstonia solanacearum: Causa Murcha Bacteriana.
• Xylella:
  • Características: Bacilo reto (bastonete), não-móvel, Gram-negativa, aeróbia.
  • Colônia: Lisa e rugosa.
  • Observação: Não cresce em meios de cultura comuns (exigência nutricional). É habitante do xilema.
  • Exemplos de Doenças: Clorose variegada dos citrus (CVC). Ex: Xylella fastidiosa.
• Streptomyces:
  • Características: Micelial, imóvel, Gram-positiva.
  • Exemplos de Doenças: Sarna da batata. Ex: S. scabies.

Viroses Fitopatogênicas e Insetos Vetores

Os insetos são os principais vetores de vírus, sendo responsáveis pela transmissão da grande maioria dos agentes causais de viroses em plantas, tanto natural quanto artificialmente.

Os vírus podem ser veiculados por diferentes partes do corpo do inseto, incluindo asas, patas, ovipositor e, principalmente, o aparelho bucal.