Identificar a ocorrência de doenças em plantas pode demandar etapas parecidas com o diagnóstico de um problema de saúde em humanos. Leva-se tempo para coletar a amostra, enviar o material ao laboratório e receber a análise de um especialista. Pesquisadores da Universidade Estadual da Carolina do Norte, nos Estados Unidos, desenvolveram um dispositivo portátil que consegue detectar o problema dentro da lavoura e em poucos minutos. Detalhes da solução foram apresentados na revista Nature Plants.
O dispositivo trabalha a partir da análise de compostos orgânicos voláteis (COVs). São componentes químicos liberados no ar pelas plantas e que têm a concentração alterada caso surja alguma doença. Segundo os pesquisadores, os males que acometem as plantas têm assinaturas de COVs distintas, e é justamente sobre essa peculiaridade que age a solução tecnológica proposta. Ao medir o tipo de concentração de compostos em uma planta, ela pode determinar se existe doença e discriminá-la.
“Nossa contribuição é a criação de um dispositivo que pode ser conectado a um smartphone e utilizado para fazer essas medições de COVs rapidamente, sem sair do campo”, resume Qingshan Wei, professor-assistente de engenharia química e biomolecular da universidade americana. Há simplicidade também na forma de usar o dispositivo. Basta arrancar uma folha da planta sob suspeita e colocá-la dentro de um tubo de ensaio por, ao menos, 15 minutos, período suficiente para garantir o acúmulo de COVs no recipiente.
Após o período, a tampa é removida e, por meio de um tubo de plástico, o ar carregado de COVs é bombeado para a câmara de leitura do dispositivo. Nela, há uma tira de papel composta por diferentes reagentes químicos, que mudam de cor conforme os compostos presentes no ar. Ao avaliar o padrão de cores resultante na faixa, visível na tela de um smartphone conectado ao dispositivo, pode-se determinar qual a praga ataca a planta.
“Ao interagir com os compostos voláteis, a tira muda de cor para indicar a presença ou a ausência de um patógeno. O kit funciona como um teste de gravidez que compramos na farmácia, mas para a detecção de doenças em plantas”, compara Fernando Lucas Melo, professor visitante do Departamento de Fitopatologia do Instituto de Biologia da Universidade de Brasília (UnB).
Zheng Li, pesquisador de pós-doutorado da universidade e integrante do grupo de criadores do dispositivo, conta que, para que a tecnologia funcionasse, foi preciso desenvolver reagentes que pudessem ser incorporados a tiras de papel. “Cerca de metade deles é composta por corantes orgânicos que já estavam prontos para uso. A outra metade é feita de nanopartículas de ouro que tivemos que funcionalizar para responder a grupos químicos específicos. Essas nanopartículas funcionalizadas nos permitem ser mais precisos na detecção de vários tipos de compostos orgânicos voláteis”, explica.

Redução de danos

Segundo Luciano Paulino da Silva, pesquisador na área de nanobiotecnologia na Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) — Recursos Genéticos e Biotecnologia, desenvolver uma tecnologia como essa pode minimizar e até mesmo impedir a disseminação de doenças no campo e reduzir danos às colheitas. “A identificação precoce de uma doença permite ao produtor encontrar as soluções mais adequadas e, consequentemente, evita perdas de produtividade e de qualidade dos produtos agrícolas, além de diminuir o custo de produção”, diz.
Fernando Lucas Melo frisa que a tecnologia é apenas uma prova de conceito, mas, ainda assim, conseguiu identificar um grande número de patógenos de maneira rápida e eficiente, sem especialistas no local e equipamentos de grande porte e alto custo. Segundo o especialista brasileiro, todas essas características podem ser facilitadoras para os agricultores. “A identificação precoce de patógenos auxilia a reduzir os prejuízos causados por eles e o uso de agrotóxicos, além de contribuir no controle da disseminação do problema”, diz.
Os testes com o dispositivo foram conduzidos em três espécies de tomates, mas, segundo os cientistas, ele poderá ser dimensionado para outras infecções de plantas, desde que o perfil de emissão dos COVs dessas plantas seja alterado após elas serem acometidas por uma praga. “Mostramos que a tecnologia funciona, mas existem áreas em que podemos melhorar ainda mais. Primeiro, gostaríamos de automatizar a análise usando um software presente no smartphone. Isso facilitará a determinação das doenças”, conta Qingshan Wei.

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