Decifrando o papel de compostos orgânicos voláteis bacterianos na promoção do crescimento e sanidade do milho (Zea mays L.) e na modulação de sua comunidade microbiana

• Processo: 22/00474-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2024
• Área do conhecimento: Ciências Agrárias - Agronomia - Ciência do Solo
• Pesquisador responsável: Juliana Velasco de Castro Oliveira
• Beneficiário: Juliana Velasco de Castro Oliveira
• Instituição Sede: Embrapa Meio-Ambiente. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA). Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Brasil). Jaguariúna , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Leonardo José da Silva ; Maria Juliana Calderan Rodrigues
• Assunto(s): Agricultura sustentável Milho Microbiologia agrícola Micro-organismos fitopatogênicos Compostos orgânicos voláteis Análise de sequência de RNA
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Agricultura Sustentável | análise comunidade microbiana | Compostos Orgânicos Voláteis | inibição fitopatógenos | Promoção de Crescimento | RNA-seq | Microbiologia agrícola

Resumo

Compostos orgânicos voláteis (COVs) são pequenas moléculas sinalizadoras naturalmente produzidos como parte do metabolismo microbiano. Interessantemente, sabe-se que estes metabólitos gasosos podem promover o crescimento vegetal bem como inibir o crescimento de fitopatógenos. Até o momento, já existem diversos estudos com Arabidopsis thaliana (principalmente), alface (Lactuca sativa), alfafa (Mendicago sativa), Nicotiana attenuata, pepino (Cucumis sativus), repolho (Brassica rapa), soja (Glycine max L.), sorgo (Sorghum bicolor), tabaco (Nicotiana tabacum) e tomate (Solanum lycopersicum L.); contudo, poucos trabalhos foram desenvolvidos com o milho (Zea mays L.), uma importante cultura agrícola. Assim, propomos estabelecer uma coleção de bactérias produtoras de COVs capazes de promover crescimento da biomassa vegetal e reduzir os efeitos causados por fitopatógenos desta cultura, e entender os mecanismos moleculares envolvidos nestas relações. As bactérias a serem avaliadas serão isoladas a partir de amostras de solo rizosférico (de vida livre) e tecidos vegetais de milho (endofítica). Como objetivo, propomos: (i) Isolar e identificar bactérias produtoras de COVs que promovam o crescimento do milho e que inibam o crescimento de fitopatógenos; (ii) Identificar quais são os voláteis bioativos responsáveis pelos fenótipos de interesse investigado em (i); (iii) Avaliar alterações na expressão gênica de plântulas de milho que tiverem o crescimento induzido por COVs e/ou de fitopatógenos que tiveram seu crescimento inibido em (i); e (iv) Avaliar a comunidade microbiana rizosférica do milho na presença ou ausência dos COVs, bem como de plantas de milho vizinhas. A presente proposta é constituída por uma abordagem multidisciplinar entre as áreas de agronomia, microbiologia, química analítica e biologia molecular, e está fundamentada por dados da literatura científica, bem como alinhada aos resultados previamente obtidos pelos auxílios FAPESP PITE-AGILENT 2017/20521-6 e BIOEN 2017/24395-5. Poucos grupos no Brasil trabalham nesta importante área, e o objetivo do nosso grupo, incluído neste projeto, é a caracterização de novas moléculas bioativas e o entendimento molecular de como elas atuam, possibilitando, futuramente, o desenvolvimento de bioprodutos visando uma agricultura mais sustentável. (AU)

Publicações científicas

(4)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

DE MENEZES, FABRICIA FARIAS; MARTIM, DAMARIS BATISTAO; LING, LIU YI; MULATO, ALINE TIEPPO NOGUEIRA; CRESPIM, ELAINE; OLIVEIRA, JULIANA VELASCO DE CASTRO; DRIEMEIER, CARLOS EDUARDO; DE GIUSEPPE, PRISCILA OLIVEIRA; ROCHA, GEORGE JACKSON DE MORAES. Exploring the compatibility between hydrothermal depolymerization of alkaline lignin from sugarcane bagasse and metabolization of the aromatics by bacteria. International Journal of Biological Macromolecules, v. 223, p. 8-pg., 2022-11-09. (19/22213-2, 19/06921-7, 22/00474-1, 19/08590-8)

ALMEIDA, OCTAVIO AUGUSTO COSTA; DE ARAUJO, NATALIA OLIVEIRA; DIAS, BRUNO HENRIQUE SILVA; FREITAS, CARLA DE SANT'ANNA; COERINI, LUCIANE FENDER; RYU, CHOONG-MIN; OLIVEIRA, JULIANA VELASCO DE CASTRO. The power of the smallest: The inhibitory activity of microbial volatile organic compounds against phytopathogens. FRONTIERS IN MICROBIOLOGY, v. 13, p. 31-pg., 2023-01-04. (18/04184-2, 17/24395-5, 22/00474-1, 19/08522-2)

BORIN, GUSTAVO PAGOTTO; OLIVEIRA, JULIANA VELASCO DE CASTRO. Assessing the intracellular primary metabolic profile of Trichoderma reesei and Aspergillus niger grown on different carbon sources. FRONTIERS IN FUNGAL BIOLOGY, v. 3, p. 20-pg., 2022-09-27. (15/08222-8, 17/18987-7, 22/00474-1)

ALMEIDA, OCTAVIO AUGUSTO COSTA; DE ARAUJO, NATALIA OLIVEIRA; MULATO, ALINE TIEPPO NOGUEIRA; PERSINOTI, GABRIELA FELIX; SFORCA, MAURICIO LUIS; CALDERAN-RODRIGUES, MARIA JULIANA; OLIVEIRA, JULIANA VELASCO DE CASTRO. Bacterial volatile organic compounds (VOCs) promote growth and induce metabolic changes in rice. FRONTIERS IN PLANT SCIENCE, v. 13, p. 16-pg., 2023-02-09. (17/20521-6, 22/00474-1, 19/08522-2)