Micróbios de solo de alto desempenho podem ser fundamentais para a agricultura sustentável

Energia Livre - A Corrida para o Ponto Zero Leg. PT- BR (Julho 2019).

Anonim

Coisas bonitas podem acontecer quando as plantas se cercam dos micróbios certos. Um estudo sobre Acmispon strigosus, uma planta da família das ervilhas, mostrou um aumento de 13 vezes no crescimento de plantas que se associaram com uma cepa altamente eficaz da bactéria fixadora de nitrogênio Bradyrhizobium.

A capacidade das plantas para usar micróbios benéficos para impulsionar o seu crescimento não é perdida em agrônomos. Alguns criadores acreditam que entender as características que permitem às culturas recrutar micróbios de alto desempenho é fundamental para o futuro da agricultura sustentável.

Uma barreira na capitalização do trabalho benéfico dos micróbios são os complexos fatores genéticos e ambientais que governam seu papel no crescimento das plantas. Deixadas desacompanhadas, as plantas nem sempre recrutam micróbios benéficos, em vez disso se cercam com uma mistura de bactérias úteis e ineficazes. Tentativas de manejar as populações de plantas microbianas encontradas no solo - inoculando com cepas benéficas - têm falhado em grande parte.

"É muito difícil prever quais combinações de micróbios serão bem sucedidas em condições de campo, já que os micróbios que são benéficos para as plantas no laboratório nem sempre competem com sucesso contra os micróbios que já existem no campo", disse Joel Sachs, professor de ecologia evolutiva na Universidade da Califórnia, Riverside e membro do Instituto de Biologia Integrada do Genoma da universidade. "Uma alternativa promissora é criar plantas que sejam melhores em administrar seus próprios parceiros microbianos, um avanço que será transmitido às gerações futuras".

Em um estudo publicado hoje no New Phytologist, a equipe de Sachs avançou nossa compreensão de como a genética de plantas e os fatores ambientais afetam as populações de solo microbiano no campo. O primeiro autor do artigo é Camille Wendlandt, uma estudante de pós-graduação do grupo de pesquisa de Sachs.

Os pesquisadores investigaram se o Acmispon strigosus (a planta de ervilha) muda a forma como ele se associa a diferentes cepas de bactérias fixadoras de nitrogênio quando o ambiente muda. Surpreendentemente, eles descobriram que mudar o ambiente das plantas por meio da fertilização do solo não altera a maneira como as plantas se associam aos micróbios. Em vez disso, os pesquisadores descobriram que a variação genética entre as plantas de ervilha era mais importante para explicar se as plantas investiam nas relações com os micróbios mais benéficos. Em outras palavras, algumas variantes da planta são melhores que outras no desenvolvimento dessas parcerias benéficas.

As variantes da planta de ervilha que foram melhores em investir em micróbios benéficos também tiveram benefícios de crescimento muito altos, em contraste com outras variantes de plantas de ervilha que não investiram tanto e ganharam menos benefícios de crescimento.

"O fato de que as características que governam essas parcerias variam entre plantas da mesma espécie e são hereditárias mostra que elas podem ser selecionadas por criadores", disse Wendlandt. "Em última análise, esperamos que os agrônomos usem essa pesquisa para desenvolver variedades de plantas que aproveitem ao máximo os micróbios que encontram. Isso pode reduzir a dependência de fertilizantes químicos, que são caros para os produtores e podem poluir o meio ambiente".

Trabalhos futuros no laboratório irão se concentrar em saber se as plantas de ervilha ainda mostram diferenças genéticas quando interagem com comunidades microbianas muito mais complexas, semelhante ao que elas encontram em solos de campo. O laboratório também está expandindo sua pesquisa para fazer perguntas semelhantes com plantas de feijão-caupi, que são uma leguminosa importante na África Subsaariana.

O título do artigo é "O investimento dos anfitriões na simbiose varia entre os genótipos da leguminosa Acmispon strigosus, mas as sanções do hospedeiro são uniformes".

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