Biossíntese bacteriana de ácido indol acético l-triptofano dependente e influência na modulação do crescimento vegetal

Resumo

Entre os mecanismos oriundos da interação bactéria-planta, a biossíntese bacteriana de ácido indol acético (AIA) exerce um papel fundamental na promoção do crescimento vegetal, afetando processos como a divisão e o elongamento celular, tropismo, dominância apical, senescência, florescimento e resposta a estresses. Diferentes vias metabólicas são utilizadas pelas bactérias para a biossíntese do AIA, sendo a via IPyA regulada principalmente pelo gene ipdC e que tem como precursor o aminoácido L-triptofano, a mais comumente descrita. Ainda assim, trabalhos relacionados a biossíntese bacteriana de AIA são incipientes. Nesse contexto, estudos a nível molecular acerca das vias metabólicas da síntese bacteriana do AIA e dos genes envolvidos nesse processo são preponderantes para compreender sua influência na interação bactéria-planta e modulação do crescimento vegetal. A linhagem Bacillus sp. RZ2MS9, isolada da rizosfera do guaranazeiro, vem apresentando satisfatória atividade na promoção de crescimento vegetal. O sequenciamento do seu genoma apontou a presença de uma vasta gama de genes relacionados a promoção e crescimento, com destaque para genes codificadores de auxinas. Assim, o presente projeto visa o estudo da influência e função do gene ipdC na biossíntese do AIA via L-triptofano (L-Trp) dependente pela rizobactéria promotora do crescimento em plantas (RPCP), Bacillus sp. linhagem RZ2MS9, e na modulação do crescimento vegetal. Para tanto, será realizado o nocaute desse gene por meio da técnica de CRISPR-Cas9. As linhagens RZ2MS9 selvagem (wt) e com o gene ipdC nocauteado (”ipdC), serão avaliadas quanto à biossíntese de AIA a partir do L-triptofano pela via metabólica IPyA utilizando cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas (LC-MS). Além disso, bioensaios de promoção do crescimento vegetal e modulação da arquitetura radicular pela rizobactéria nas plantas-modelo, Solanum lycopersicum cv. Micro-Tom e seu mutante defectivo para receptores de AIA ”dgt, serão realizados para a elucidar e caracterizar fisiologicamente nas plantas o papel do AIA bacteriano. Certamente, esses estudos possibilitam o melhor entendimento do papel da biossíntese bacteriana de AIA L-Trp dependente pela RPCP RZ2MS9 na promoção do crescimento vegetal, visando a obtenção de respostas mais eficientes na sua aplicação biotecnológica como bioinoculante em culturas agrícolas. (AU)