Isolamento e caraterização de novos bacteriófagos como agentes de biocontrolo contra Erwinia amylovora

• Author(s): Abreu, Gabriel Ferreira ; Costa Garcia, Edgar ; Rodrigues, Carlos ; Oliveira, Hugo Alexandre Mendes
• Date: 2024
• Persistent ID: https://hdl.handle.net/1822/95951
• Origin: RepositóriUM - Universidade do Minho
• Document Type: Other
• Language: Portuguese
• Contributor(s): Universidade do Minho

Description

O fogo bacteriano, causado pela bactéria Erwinia amylovora, é uma doença altamente destrutiva que afecta membros da família Rosaceae, com impactos particularmente graves em pomares comerciais de macieiras e pereiras em todo o mundo. Os actuais métodos de controlo baseados em produtos químicos têm-se revelado largamente ineficazes e prejudiciais para o ambiente, sublinhando a necessidade urgente de alternativas sustentáveis. Os bacteriófagos (fagos), que visam especificamente e lisam hospedeiros bacterianos, oferecem uma estratégia de biocontrolo promissora para a gestão deste agente patogénico. Neste estudo, relatamos o isolamento, a caraterização e o potencial de biocontrolo de quatro novos bacteriófagos que visam E. amylovora. Os fagos foram isolados a partir de amostras de solo e água recolhidas em pomares de pereira infectados em Portugal, utilizando uma técnica de enriquecimento. As propriedades biológicas dos fagos isolados foram avaliadas, incluindo a sua gama de hospedeiros em várias estirpes de E. amylovora e bactérias não-alvo, a eficiência do plaqueamento e a capacidade de infeção. Além disso, foi avaliada a sua estabilidade em várias condições térmicas e de pH. Determinámos ainda os receptores de fagos, gerando variantes resistentes a bactérias, e realizámos sequenciação genómica para prever o estilo de vida dos fagos, bem como para identificar potenciais despolimerases utilizando PhageAI e PhageDPO. Os nossos resultados demonstram que os quatro fagos exibiram uma ampla infecciosidade nas estirpes de E. amylovora testadas, com elevada eficiência e especificidade, sem afetar espécies bacterianas não-alvo no mesmo nicho ecológico. Estes fagos permaneceram estáveis numa vasta gama de temperaturas e níveis de pH, aumentando a sua aplicabilidade como agentes de biocontrolo em diversas condições ambientais. A caraterização morfológica revelou que dois são fagos do tipo miovírus e dois são fagos do tipo podovírus. A análise genómica confirmou que cada fago é genomicamente distinto, com tamanhos de genoma que variam entre 41,2 e 85,3 kb, e sem genes associados a factores de virulência. Todos os fagos apresentaram um ciclo de vida lítico e foi prevista uma atividade de despolimerase nos fagos do tipo podovírus, o que sugere uma maior capacidade de degradação dos exopolissacáridos bacterianos. Em resumo, o isolamento e a caraterização genómica destes quatro novos fagos revelam o seu potencial significativo para controlar o fogo bacteriano. Este estudo apoia o biocontrolo baseado em fagos como uma alternativa sustentável aos tratamentos químicos. O trabalho futuro deve centrar-se em ensaios de campo para validar a eficácia e na seleção de fagos que visem os serotipos predominantes de E. amylovora com receptores complementares para evitar a resistência bacteriana. A resolução desta lacuna é essencial para otimizar a terapia com fagos e desenvolver estratégias de controlo eficazes e a longo prazo na agricultura.