Ustilago maydis

A característica mais marcante do Ustilago maydis é a deformação das espigas. O fungo invade os ovários da planta e faz os grãos de milho inchar em galhas com aspecto de tumor, cuja textura e padrão de desenvolvimento lembram os de um cogumelo. As galhas podem atingir de 10 a 13 cm de diâmetro.

No interior dessas galhas, há células hipertrofiadas da planta hospedeira, filamentos do fungo e esporos de cor azul-escura quase negra. Esses esporos escuros dão à espiga uma aparência queimada, como se tivesse sido chamuscada. Galhas maduras ficam secas e quase totalmente preenchidas por esporos.

Em laboratório, em meios de cultura muito simples, o fungo cresce como uma levedura, formando células isoladas chamadas esporidiólos, que se multiplicam por brotamento, de modo semelhante ao fermento de padaria. A fase que infecta a planta é diferente: esporidiólos compatíveis se encontram na superfície da planta, trocam sinais químicos, fundem-se e formam uma hifa que penetra no milho. As hifas dentro da planta contêm dois núcleos haploides por compartimento, uma fase que só ocorre durante a infecção e não pode ser mantida em laboratório.

O Ustilago maydis ocorre onde há lavouras de milho. No México, sua presença é muito conhecida, e a iguaria huitlacoche é vendida em restaurantes, ruas e feiras de produtores em todo o país. Nos Estados Unidos, o fungo aparece em lavouras da Pensilvânia e da Flórida, onde produtores chegaram a inoculá-lo de propósito para atender a restaurantes sofisticados.

As condições ambientais influenciam sua propagação. Clima quente e seco durante a polinização, seguido de uma estação chuvosa intensa, parece aumentar a patogenicidade do fungo. O excesso de esterco no solo, que eleva o nitrogênio disponível, também favorece a doença.

Ventos fortes e chuvas pesadas espalham os esporos com mais facilidade. Os restos de milho que não são retirados ao fim da safra servem de abrigo para o fungo durante o inverno, e as espigas esquecidas no campo podem infectar a safra seguinte. Feridas causadas por tesouras ou outras ferramentas nas plantas também facilitam a entrada do patógeno.

As observações registradas em bases de dados de biodiversidade concentram-se em julho e agosto, o que indica uma presença mais evidente nesses meses.

Dentro da planta, o fungo provoca clorose, produção de antocianinas, crescimento reduzido e o surgimento dos tumores que abrigam os teliósporos. Esses teliósporos são a forma que permite ao patógeno atravessar o inverno e reiniciar a infecção na estação seguinte. Eles sobrevivem no solo.

As plantas se defendem com uma explosão oxidativa, na qual produzem espécies reativas de oxigênio no local da tentativa de invasão. O Ustilago maydis responde com uma resposta ao estresse oxidativo regulada pelo gene YAP1, que o protege do ataque do hospedeiro e é necessária para sua virulência.

O fungo também possui um sistema bem estabelecido de reparo de DNA por recombinação, que envolve uma proteína homóloga à Rad51 e outra proteína, a Rec2, versão simplificada da proteína BRCA2 de mamíferos. Quando essas proteínas são inativadas, o fungo fica mais sensível a agentes que danificam o DNA, a recombinação mitótica se torna deficiente, a frequência de mutações aumenta e a meiose não se completa. Além disso, ele produz quatro proteínas Gα e uma proteína Gβ e uma Gγ, que participam da sinalização celular.

Para o milho, o carvão é uma perda: reduz a produtividade, e as lavouras muito infectadas costumam ser destruídas, embora alguns agricultores usem a planta doente para fazer silagem. Para as pessoas, porém, as galhas imaturas são comestíveis e têm alto valor no México, onde são chamadas de huitlacoche e vendidas por um preço bem superior ao do milho sadio.

O consumo dessa iguaria no México tem origem direta na culinária asteca. Segundo a descrição disponível, o huitlacoche fornece lisina, um aminoácido essencial que o corpo não consegue produzir, além de beta-glucanas e proteínas em quantidade semelhante ou superior à de muitos cogumelos comestíveis. Seu sabor lembra o da trufa, o que levou a Fundação James Beard, em 1989, a promover um jantar com o prato e a chamá-lo de « trufa mexicana ».

As etnias nativas da América do Norte também consumiam o fungo. Os Hidatsa, de Dakota do Norte, preparavam e comiam o carvão do milho, costume descrito no livro Buffalo Bird Woman's Garden. Apesar disso, a cultura alimentar dos Estados Unidos e da Europa resistiu, pois muitos agricultores o enxergam como praga. Nos anos 1990, no entanto, restaurantes de alto padrão despertaram interesse, e o Departamento de Agricultura dos Estados Unidos autorizou a inoculação intencional de milho.

Na pesquisa científica, o Ustilago maydis é um organismo modelo atraente, embora sua relevância na natureza seja desconhecida. Ele é muito adequado à modificação genética, o que facilita o estudo da interação entre fungo e hospedeiro, e o genoma completo está disponível.

1. Em algumas regiões do México, os agricultores chamam o fungo de « hongo de maíz », ou seja, « fungo do milho ».
2. Os produtores mexicanos espalham esporos de propósito nas lavouras para aumentar a produção do fungo.
3. Em laboratório, o Ustilago maydis se comporta como o fermento de padaria, mas a forma que infecta a planta não pode ser mantida fora dela.