Pesquisa da Embrapa e da USP identifica microrganismos que ajudam a proteger as raízes e podem contribuir para o desenvolvimento de novos bioinsumos agrícolas
A nova abordagem para o controle biológico de doenças do trigo se baseia no manejo da comunidade de microrganismos associada às raízes
A nova abordagem para o controle biológico de doenças do trigo se baseia no manejo da comunidade de microrganismos associada às raízes - Foto: Lilian Abreu e Caroline Sayuri Nishisaka/Embrapa

Três bactérias reduziram em cerca de 60% a severidade dos sintomas provocados pelo fungo Bipolaris sorokiniana em plantas de trigo, segundo pesquisa da Embrapa e da Universidade de São Paulo (USP). Com esse resultado, o estudo amplia as perspectivas para o controle biológico de doenças do trigo, embora a aplicação dessa estratégia ainda dependa de validação em condições de campo.

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Além da redução dos sintomas, os pesquisadores observaram que os microrganismos podem favorecer a proteção das plantas sem necessariamente diminuir a população do fungo no solo. Isso ocorre porque as bactérias alteram a comunidade microbiana próxima às raízes e, consequentemente, influenciam as condições em que a doença se desenvolve.

Bactérias ajudam a proteger as raízes do trigo

Para investigar esse potencial, os pesquisadores avaliaram três espécies: Streptomyces virginiae, Paenibacillus ottowii e Pseudomonas inefficax. Todas apresentaram resultados promissores nos experimentos realizados.

Durante os testes, a equipe comparou plantas expostas ao fungo com outras que também receberam as bactérias benéficas. Como resultado, os tratamentos com esses microrganismos reduziram em aproximadamente 60% a severidade dos sintomas.

Bactérias benéficas reduziram em cerca de 60% a severidade de doenças causadas pelo fungo Bipolaris sorokiniana. Na foto, placa de Petri usada na pesquisa
Bactérias benéficas reduziram em cerca de 60% a severidade de doenças causadas pelo fungo Bipolaris sorokiniana. Na foto, placa de Petri usada na pesquisa – Foto: Cristina Tordin /Embrapa

Esse resultado é relevante porque o fungo Bipolaris sorokiniana está associado a doenças como a podridão das raízes, a podridão da coroa, a queima de plântulas e a mancha-marrom. Quando essas doenças comprometem o sistema radicular, as plantas podem apresentar dificuldades para absorver água e nutrientes.

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Por isso, encontrar alternativas que protejam as raízes pode ampliar as opções de manejo fitossanitário. Além disso, o uso de bioinsumos agrícolas poderá complementar outras estratégias de controle, caso os resultados se confirmem em condições de cultivo comercial.

Microbioma do solo influencia a doença

Um dos principais achados envolve o microbioma da rizosfera, região do solo diretamente influenciada pelas raízes. Nesse ambiente, diferentes microrganismos participam de processos relacionados à nutrição, ao crescimento e à proteção das plantas.

Durante a pesquisa, os cientistas observaram que a redução dos sintomas nem sempre acompanhava uma diminuição da população do fungo. Em alguns tratamentos, por exemplo, o patógeno permaneceu em níveis semelhantes ou até aumentou, apesar da menor severidade da doença.

Esse resultado sugere que a proteção não depende apenas da eliminação direta do fungo. Na verdade, as bactérias também podem modificar a composição da comunidade microbiana e favorecer funções ecológicas importantes para o desenvolvimento vegetal.

A pesquisadora Caroline Nishisaka, do Centro de Energia Nuclear na Agricultura da USP (Cena-USP), destaca o potencial dos inoculantes bacterianos para reorganizar comunidades microbianas e recuperar funções ecológicas importantes para a resistência das plantas.

Um patógeno pode permanecer no solo sem causar danos quando o microbioma mantém funções que limitam sua ação
Um patógeno pode permanecer no solo sem causar danos quando o microbioma mantém funções que limitam sua ação – Foto: Cristina Tordin /Embrapa

Por sua vez, o pesquisador Hélio Quevedo, doutor em Microbiologia Agrícola pela Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq-USP), ressalta a importância das condições ecológicas para determinar os efeitos de um patógeno.

Dessa maneira, a presença do fungo não determina, isoladamente, a gravidade dos danos. A interação entre a planta e os microrganismos presentes no solo também influencia o desenvolvimento da doença.

Pseudomonas inefficax apresenta resultados promissores

Entre as três espécies avaliadas, Pseudomonas inefficax apresentou resultados de destaque. Além de contribuir para a redução dos sintomas, a bactéria favoreceu o desenvolvimento das raízes e demonstrou potencial para aumentar a disponibilidade de fósforo às plantas.

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Os pesquisadores também identificaram mudanças na comunidade microbiana associadas à presença desse microrganismo. Embora a bactéria representasse uma parcela pequena dos microrganismos encontrados ao final dos experimentos, sua presença esteve relacionada a alterações mais amplas no ambiente das raízes.

Os pesquisadores avaliaram três bactérias com potencial de biocontrole e promoção de crescimento vegetal
Os pesquisadores avaliaram três bactérias com potencial de biocontrole e promoção de crescimento vegetal – Foto: Caroline Sayuri Nishisaka e Hélio Danilo Quevedo /Embrapa

Além disso, os tratamentos com Pseudomonas inefficax e Streptomyces virginiae favoreceram a recuperação de funções genéticas associadas ao crescimento vegetal e à resposta ao estresse.

Em conjunto, esses resultados ajudam a explicar como o controle biológico na agricultura pode atuar por diferentes mecanismos. Em vez de depender exclusivamente da eliminação do fungo, essa estratégia também pode favorecer condições biológicas que beneficiam a planta.

Pesquisa pode contribuir para novos bioinsumos

Para conduzir os experimentos, os pesquisadores utilizaram a cultivar de trigo BRS Guamirim e solo agrícola coletado em Assis, no interior de São Paulo. As bactérias, por sua vez, foram isoladas de microrganismos associados à rizosfera de variedades tradicionais de trigo provenientes da Turquia e do Irã.

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A equipe também combinou diferentes técnicas de análise. Enquanto o sequenciamento metataxonômico permitiu caracterizar a comunidade microbiana, a análise metagenômica ajudou a investigar os genes presentes e suas funções potenciais. Já a PCR quantitativa (qPCR) permitiu quantificar o fungo.

A nova abordagem para o controle biológico de doenças do trigo se baseia no manejo da comunidade de microrganismos associada às raízes
A nova abordagem para o controle biológico de doenças do trigo se baseia no manejo da comunidade de microrganismos associada às raízes – Foto: Cristina Tordin /Embrapa

Com essa combinação de métodos, os cientistas investigaram como a introdução das bactérias se relacionava com as mudanças no ambiente das raízes. Agora, a equipe busca identificar quais compostos produzidos pelas plantas favorecem esses microrganismos e quais vias metabólicas participam dessa interação.

Próximas etapas

Apesar dos resultados promissores, é importante considerar uma limitação: a redução de aproximadamente 60% dos sintomas ocorreu em condições controladas. Portanto, esse percentual ainda não comprova a mesma eficácia em lavouras comerciais.

Para avançar nessa direção, novos testes deverão avaliar o desempenho dos microrganismos em diferentes tipos de solo, condições climáticas e sistemas de cultivo. Dessa forma, os pesquisadores poderão verificar se os resultados se mantêm em situações variadas e determinar a viabilidade de desenvolver produtos destinados aos agricultores.

Potencial para a agricultura

As linhagens estudadas integram o portfólio de ativos da Embrapa e podem ser licenciadas para empresas interessadas em desenvolver produtos a partir da pesquisa.

Assim, o estudo amplia o conhecimento sobre a proteção biológica das plantas e abre caminho para novas soluções de manejo. Caso os resultados sejam confirmados em condições de campo, essas bactérias poderão contribuir para o desenvolvimento de inoculantes biológicos voltados à proteção do trigo.