Cianobactérias isoladas de ambientes extremos como bioestimulantes no cultivo de plantas em repostas às mudanças climáticas

• Processo: 23/09261-3
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2025
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
• Pesquisador responsável: Marli de Fátima Fiore
• Beneficiário: Marli de Fátima Fiore
• Instituição Sede: Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Annick Wilmotte ; Ernani Pinto Junior ; Francisco Dini Andreote
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/02448-3 - Análise do impacto da inoculação de cianobactérias na comunidade da rizosfera do milho, BP.TT
• Assunto(s): Cianobactérias Genômica Metabolômica Sustentabilidade Zea mays Triticum Cultivo de plantas Mudança climática
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Extratos microbianos | Genômica | Metabolomica | Sustentabilidade | Triticum sp | Zea mays L | Cianobactérias

Resumo

Os efeitos do aquecimento global, ou mudanças climáticas, afetam a produtividade das principais culturas agrícolas mundiais e podem desencadear a escassez de insumos e alimentos, provocando danos sociais e econômicos. Diversos estudos vêm sendo conduzidos no âmbito de se caracterizar as alterações fisiológicas e morfológicas das culturas em resposta às alterações ambientais. Mais recentemente, a manipulação da comunidade microbiana associada à essas culturas vem se mostrando promissora na questão da resistência dos cultivares à estresses bióticos e abióticos. A associação entre planta hospedeira e micro-organismos, fruto de milhares de anos de evolução, fez com que compartilhassem uma relação fisiológica e genética íntima. Assim, biofertilizantes e bioestimulantes de plantas (BPs) estão sendo desenvolvidos a partir de consórcios microbianos, buscando gerar maior resistência aos estresses ambientais como altas temperaturas e estresse hídrico (seca). Os BPs melhoram a produtividade e a qualidade das culturas em geral, aumentando a disponibilidade e melhorando a absorção de nutrientes, e promovendo a degradação e solubilização de substâncias orgânicas no solo. Nesse sentido, a rizosfera atua como um reservatório inicial da diversidade microbiana no solo. Esse ambiente abriga uma elevada riqueza de espécies, que interagem não apenas com a planta hospedeira em resposta aos seus exsudatos, mas também entre si, criando uma complexa rede de comunicação. Estudos recentes destacaram a capacidade dos microbiomas associados às plantas de influenciar características como crescimento, tolerância à seca e resistência a doenças. Dentre os micro-organismos benéficos para as plantas, as cianobactérias são capazes de fixar carbono e nitrogênio atmosférico, além de serem conhecidas por promover a solubilização de fósforo e ferro. Esses organismos também produzem uma variedade de moléculas biologicamente ativas, tais como hormônios vegetais (auxinas e giberelinas), antimicrobianos e exopolissacarídeos (capazes de agir na retenção da umidade). Consequentemente, eles podem afetar positivamente a aptidão das plantas e aumentar sua tolerância a estresses abióticos. Dessa forma, são uma fonte promissora para o desenvolvimento de novos BPs. Apesar desse potencial, esse grupo de organismos ainda é pouco explorado, principalmente em relação à sua ação em associação à microbiomas e às cultivares sob condições de estresse climático, tal como seca ou altas temperaturas. Os micro-organismos de ambientes extremos possuem naturalmente um potencial metabólico de resposta ao estresse abiótico. Desse modo, a avaliação de cianobactérias de ambientes tais como Antártica, solos desérticos (Caatinga brasileira) e lagoas alcalinas do Pantanal podem revelar esse potencial de resposta à baixas temperaturas, seca e pH elevado, respectivamente. Neste cenário, esse projeto visa avaliar o efeito bioestimulante de extratos cianobacterianos em culturas de importância comercial e econômica, como trigo e milho, submetidas à estresse abiótico (seca). As informações geradas permitirão a detecção e caracterização de moléculas com potencial bioestimulante. Além disso, será avaliada a ação dos metabólitos de cianobactérias extremofílicas sobre a comunidade microbiana da rizosfera. (AU)