Estudo do genoma da Pseudomonas putida (isolado 103), identificação de genes da resistência à salinidade e expressão heterológa do gene pqq da solubilização de fosfato

Resumo

O Brasil é um dos principais produtores agrícolas do mundo e importa 7 % (déficit de U$ 700 milhões de dólares) do fosfato de rocha para suprir a baixa qualidade do fosfato brasileiro e o atual crescimento agrícola. Outra limitação para a agriculta brasileira é a redução da disponibilidade de água para irrigação e a necessidade de investimento agrícola nas regiões nordestinas, que sofre com falta de água e salinização do solo. A utilização de microrganismos pode ser uma ferramenta biotecnológica para reduzir custos na produção agrícola e os impactos ambientais e estimular a produção em solos salinos. Além de solubilizar fósforo, algumas bactérias rizosféricas são capazes de estimular o crescimento das plantas por meio da produção de hormônios, e de protegê-las contra os efeitos de estresse osmótico e patógenos. A solubilização do fosfato de rocha por essas bactérias ocorre, em geral, a partir da produção de ácidos (p.ex. ácido glucónico). Esse mecanismo de produção tem sido melhorado geneticamente para estimular a solubilização de fosfato de rocha por bactérias e produzir biofertilizantes. Contudo, o procedimento tem sido feito por meio de plasmídeos e ainda nenhum trabalho buscou a inserção de genes da solubilização de fosfato no genoma, de modo a reduzir a necessidade de marcadores de seleção e as chances de perdas desse gene. Ao contrário dos genes da solubilização de fosfato, aqueles envolvidos com a resistência a salinidade ainda precisam ser melhor estudados. A segunda geração de seqüenciadores e o avanço da bioinformática facilitam o estudo e a comparação de genomas em banco de dados, possibilitam a busca por genes de interesse biotecnológico e ainda facilitam no desenvolvimento de microrganismos recombinantes. Essas novas técnicas ainda facilitam a busca por promotores (p. ex. promotores rap - root-activated promoters) envolvidos na interação planta x microrganismos que podem ser utilizados como ferramentas para controlar a expressão de genes de interesse, como o gene pqq importante para a solubilização de fosfato. Esse procedimento pode ser uma alternativa ao desenvolvimento de uma bacteria com maior competitividade na região rizosferica. O objetivo desse trabalho é: 1- estudar o genoma da Pseudomonas putida (103) resistente a altas concentrações de sal, isolado da região de mangue e promotora do crescimento de plantas de milho em solo salino e II- desenvolver uma bactéria recombinante capaz de expressar o gene pqq e de solubilizar fosfato de rocha, sobreviver e competir pelo ambiente rizosférico e de promover o crescimento de plantas em solos salinos e com baixa concentração de fósforo disponível. (AU)