Técnicas fotônicas são usadas em doenças de citros

21 Nov 2014

Anielle Coelho Ranulfi, aluna de doutorado do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da USP, conquistou o primeiro lugar na 6ª edição do Prêmio Dow-USP de Inovação em Sustentabilidade (Sustainability Innovation Student Challenge Award – SISCA 2014), com seu projeto de mestrado intitulado Utilização de técnicas espectroscópicas no estudo e caracterização de doenças em citros: HLB (greening) e cancro cítrico, orientado pela pesquisadora Débora Milori, da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa). O objetivo do projeto de Anielle é avaliar duas técnicas fotônicas, sendo elas a espectroscopia de fluorescência induzida por laser (LIFS) e a espectroscopia de emissão óptica de plasma induzido por laser (LIBS), a fim de diagnosticar o Greening — Huanglongbing (HLB) —, e o cancro cítrico, duas das principais doenças bacterianas que atingem as frutas cítricas e causam danos substanciais ao setor produtivo.

O HLB, doença de difícil controle, pode ser transmitido de uma árvore para outra por intermédio de um determinado inseto, o Diaphorina Citri S que, ao se alimentar da fruta, pode entrar em contato com a bactéria causadora da doença e, logo em seguida, transmiti-la a uma árvore sadia. Entre os principais sintomas estão manchas amareladas irregulares nas folhas das árvores, que se iniciam em um pequeno ramo, até atingir toda a copa. Os sintomas também podem aparecer nos frutos, que se apresentam deformados, assimétricos e com manchas verde-claras, sementes abortadas e com acidez acentuada. Causado pela bactéria Xanthomonas citri, o cancro cítrico provoca lesões nas folhas, frutos e ramos, tendo como principal agente transmissor as chuvas com vento e a circulação de material contaminado na plantação.

O principal meio de diagnóstico dessas doenças é a inspeção visual, fator que nem sempre ajuda a identificar todas as árvores infectadas. No caso do HLB, sabemos que há um acerto de apenas 47% por esta forma de diagnóstico, considerando apenas as plantas sintomáticas. Essa taxa de acerto é muito baixa, ou seja, se houver 100 árvores em fase sintomática em um pomar, apenas 47 são identificadas pelas equipes de inspeção, sem contar que este método não considera a existência das plantas ainda em fase assintomática: estima-se que para cada árvore sintomática presente no campo existam outras duas ou três já contaminadas e em fase assintomática, explica a jovem pesquisadora.

O primeiro método proposto pela estudante do IFSC é a técnica de espectroscopia de fluorescência induzida por laser, que é incidido nas folhas da árvore, fazendo com que os compostos orgânicos se excitem e decaiam na sequência. Esta, por sua vez, é captada por uma fibra óptica que conduz a luz até um espectrômetro ligado a um computador dedicado à aquisição e tratamento dos dados. Folhas de plantas em diferentes estágios da doença e folhas de árvores sadias variam a concentração de compostos orgânicos e, consequentemente, a fluorescência destas apresenta intensidades variadas. É por meio das variações observadas nos espectros LIFS das diferentes amostras que se busca o diagnóstico das doenças.

Diagnóstico
Já a espectroscopia de emissão óptica de plasma induzido por laser é uma técnica de análise multi elementar bastante rápida e eficiente, em que, com uma única medida, os pesquisadores obtêm um espectro contendo linhas discretas de emissão, pelas quais é possível identificar praticamente todos os elementos da tabela periódica que estão presentes na tal amostra. “Com essa técnica, alcançamos uma taxa de acerto superior a 80% no diagnóstico das doenças HLB e cancro cítrico e, para gerar essa porcentagem, utilizamos espectros LIBS em folhas em fase sintomáticas e assintomáticas das doenças em estudo, e também amostras de folhas sadias”, completa Anielle.

Sendo assim, com ambas as metodologias propostas em seu projeto, Anielle conseguiu demonstrar que há um grande potencial em diagnosticar tais doenças através das técnicas propostas, o que, obviamente, é um avanço que deverá refletir no aumento da produção e comercialização das frutas cítricas, uma vez que será muito mais simples, eficiente e rápido analisar a sanidade de árvores e controlar o espalhamento dessas doenças bacterianas que não têm cura e levam à morte da planta.

Voltado a alunos de mestrado e doutorado da USP, o Prêmio SISCA é uma iniciativa da empresa Dow, em parceria com o Instituto de Química (IQ) da USP, que tem como objetivo incentivar ideias, soluções e tecnologias em inovação, auxiliando a promoção da USP e fomentando colaborações acadêmicas entre os países da América Latina.

Nesta sexta edição, que contou com oitenta trabalhos inscritos, os alunos abordaram temas como saúde, meio ambiente, clima, energia, segurança de produtos, comunidade e química sustentável, sendo que todos os projetos foram analisados por docentes da própria Universidade.

Anielle Ranulfi, que recebeu um prêmio de R$ 22 mil reais — R$ 6 mil para o segundo colocado e R$ 1 mil para os que foram contemplados com a menção honrosa —, conta que seu projeto chamou bastante atenção do comitê julgador, principalmente pelo fato de ser uma pesquisa interdisciplinar, abrangendo conceitos de agronomia, física, química, biologia, fitopatologia, reconhecimento de padrão, computação e outras áreas do conhecimento. Para conferir o projeto de Anielle, clique aqui.

Fonte: Agência USP