Desenvolvendo uma comunidade microbiana sintética para promoção de tolerância à seca em milho

• Processo: 18/19100-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2021
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Paulo Arruda
• Beneficiário: Rafael Soares Correa de Souza
• Instituição Sede: Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética (CBMEG). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Empresa: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética (CBMEG)
• Vinculado ao auxílio: 16/23218-0 - Centro de Pesquisa em Genômica Aplicada às Mudanças Climáticas, AP.PCPE
• Assunto(s): Microbiota Micro-organismos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Comunidade sintética | Indução de resistência à seca | Microbioma | Microorganismos | Microbioma de Plantas

Resumo

Episódios de mudança climática como seca prolongada ou temperaturas elevadas impactam negativamente as culturas agrícolas e impõem risco à produção mundial de alimento. Por esse motivo, nos últimos anos houve grande foco no desenvolvimento de tecnologias que garantam a produtividade das culturas agrícolas frente aos estresses ambientais. Dentre essas tecnologias, o uso de microrganismos benéficos associados às plantas surgiu como uma promissora ferramenta para mitigar o efeito das mudanças climáticas em plantas. Interessados nessas tecnologias baseadas em microrganismos, nosso grupo de pesquisa avaliou as bactérias e fungos associados aos órgãos internos e externos de uma variedade de cana-de-açúcar a procura de bactérias promotoras da tolerância a seca em plantas. Nossos resultados revelaram a existência de um grupo de bactérias que permanece em alta abundância ao longo de todo desenvolvimento da planta e que são extremamente eficientes em colonizar o tecido vegetal. Esses microrganismos foram isolados e usados no desenvolvimento de uma comunidade microbiana sintética que, quando inoculadas em plantas de milho, foram capazes de aumentar a biomassa da planta em até 3 vezes quando comparadas com plantas não inoculadas. Essa comunidade sintética também demonstrou ser capaz de aumentar a tolerância à seca em plantas de milho e Brachypodium distachyon. Curiosamente, as vias normalmente associadas à promoção de crescimento de plantas não foram identificadas no genoma dessas bactérias, revelando que fenômenos observados em ensaios de inoculação são determinados por vias desconhecidas até então. Estre trabalho propõe explorar o potencial dessa comunidade sintética em aumentar a tolerância à seca em milho. Para isso, serão desenvolvimentos ensaio de inoculação em diferentes variedades comerciais de milho sob estresse de seca em casa de vegetação e em campo. Plantas inoculadas e não inoculadas serão comparadas com relação a sua produtividade e também serão avaliadas para estudos de transcriptômica a fim de entender quais os mecanismos genéticos e moleculares envolvidos na tolerância a seca induzida pela comunidade sintética.

Publicações científicas

(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)

CORREA DE SOUZA, RAFAEL SOARES; LEITE ARMANHI, JADERSON SILVEIRA; DAMASCENO, NATALIA DE BRITO; IMPERIAL, JUAN; ARRUDA, PAULO. Genome Sequences of a Plant Beneficial Synthetic Bacterial Community Reveal Genetic Features for Successful Plant Colonization. FRONTIERS IN MICROBIOLOGY, v. 10, AUG 13 2019. (18/19100-9, 16/04322-0, 16/23218-0, 16/23425-5)

DE SOUZA, RAFAEL SOARES CORREA; ARMANHI, JADERSON SILVEIRA LEITE; ARRUDA, PAULO. From Microbiome to Traits: Designing Synthetic Microbial Communities for Improved Crop Resiliency. FRONTIERS IN PLANT SCIENCE, v. 11, AUG 27 2020. (16/23218-0, 18/19100-9, 18/18403-8)

CAMARGO, ANTONIO P.; DE SOUZA, RAFAEL S. C.; JOSE, JULIANA; GERHARDT, ISABEL R.; DANTE, RICARDO A.; MUKHERJEE, SUPRATIM; HUNTEMANN, MARCEL; KYRPIDES, NIKOS C.; CARAZZOLLE, MARCELO F.; ARRUDA, PAULO. Plant microbiomes harbor potential to promote nutrient turnover in impoverished substrates of a Brazilian biodiversity hotspot. ISME Journal, v. N/A, p. 17-pg., 2022-12-20. (18/19100-9, 18/04240-0, 16/23218-0)