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Bactérias benéficas protegem plantas de patógenos fúngicos

Com descoberta, pesquisadores esperam desenvolver estratégias mais sustentáveis de produções agrícolas, com menos pesticidas

Mudas de beterraba mostram claramente o efeito da presença ou da ausência das bactérias “amigas” nas plantas. Foto: NIOO-KNAW

Os microrganismos que vivem dentro das raízes das plantas são capazes de interagir para intensificar seu crescimento e sua tolerância ao estresse. É o que relata um estudo internacional, liderado pelo Instituto Holandês de Ecologia e pela Universidade de Wageningen. Os resultados foram publicados na revista científica Science.

Certas espécies de bactérias “residentes” podem proteger as raízes de plantas contra infecções por fungos. Pesquisadores da Holanda (Wageningen, Leiden, Roterdã), do Brasil, da Colômbia e dos Estados Unidos fizeram essa descoberta usando a chamada metagenômica: um tipo de tecnologia de DNA que analisa genes de um ambiente para revelar a diversidade oculta da comunidade microbiana local.

“Fomos capazes de reconstruir a composição e as funções dessa comunidade que fica nas raízes das plantas com base apenas no sequenciamento do DNA, algo sem precedentes”, diz o último autor e líder do estudo, Jos Raaijmakers, do Instituto Holandês de Ecologia.

Produção agrícola sustentável

“As bactérias são essenciais para o funcionamento de plantas, animais e pessoas”, argumenta Raaijmakers. “Nosso principal objetivo era descobrir microorganismos dentro de raízes que são recrutadas pela planta quando ela está sob ataque de patógenos fúngicos. Nosso estudo representa um grande passo no desenvolvimento de sistemas de produção agrícola mais sustentáveis, com menos pesticidas”.

O que exatamente acontece nas raízes das plantas quando estão prestes a serem infectadas? Os pesquisadores descobriram que “bactérias amigas” dentro das raízes começam a produzir vários tipos de substâncias úteis, como quitinases, por exemplo, que são enzimas que defendem as raízes de patógenos fúngicos ao quebrarem suas paredes celulares.

Essa descoberta permitiu que os pesquisadores desenvolvessem “tropas de apoio” microscópicas personalizadas para plantas, usando as espécies Chitinophaga e Flavobacterium. Experimentos com beterraba-sacarina provaram consistentemente a eficácia dessa abordagem no combate de infecções fúngicas em raízes.

Tesouro genético

“Os microrganismos que vivem nas raízes também têm uma riqueza de propriedades genéticas que até então eram desconhecidas”, diz Raaijmakers. 

Um novo software, desenvolvido por pesquisadores da Universidade de Wageningen, facilita a comparação do DNA de milhares de espécies ao mesmo tempo.

Usando esse método, os pesquisadores descobriram mais de 700 grupos de genes desconhecidos que produzem substâncias únicas. Até agora, apenas doze haviam sido registrados em bancos de dados mundiais. “Descobrimos um verdadeiro tesouro de propriedades, cujas funções ainda não sabemos. Essa é apenas a ponta do iceberg”, diz Raaijmakers.

O pesquisador salienta que essas descobertas só foram possíveis devido à abordagem multidisciplinar do estudo: “ele incluiu ecologistas, microbiólogos, biólogos moleculares, profissionais de bioinformática e estatísticos”.

A pesquisa faz parte do projeto BackToRoots, que tem o objetivo de aprimorar o crescimento e a produtividade das plantas, explorando comunidades microbianas benéficas incluindo as encontradas em ancestrais selvagens de nossas culturas atuais.

 Instituto Holandês de Ecologia