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Identificação e caracterização de voláteis como indutores de crescimento em culturas agrícolas

Processo: 19/08522-2
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Mestrado
Vigência (Início): 01 de agosto de 2019
Vigência (Término): 31 de julho de 2021
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
Convênio/Acordo: Agilent
Pesquisador responsável:Juliana Velasco de Castro Oliveira
Beneficiário:Natália Oliveira de Araujo
Instituição-sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (Brasil). Campinas , SP, Brasil
Empresa:Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (Brasil). Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM)
Vinculado ao auxílio:17/20521-6 - Plataforma HS-GC/MS para a análise de voláteis promotores de crescimento vegetal, AP.PITE
Assunto(s):Compostos orgânicos voláteis   Metabolômica

Resumo

A necessidade de adoção de práticas mais sustentáveis na agricultura tem aumentado a demanda por pesquisas e desenvolvimento de bioinoculantes. Neste aspecto, as bactérias promotoras de crescimento vegetal (BPCVs) se tornaram alvo de estudos por elevarem o rendimento de culturas agrícolas por meio da disponibilização de nutrientes no solo e pela síntese de hormônios vegetais como a auxina e giberilina. Além disso, as BPCVs emitem compostos orgânicos voláteis (COVs) que são capazes de promover o crescimento das plantas sem a necessidade de colonização do sistema radicular. Os COVs são pequenas moléculas gasosas de natureza lipofílica que atuam em interações entre organismos de curta a longa distância. Para assegurar melhores resultados em produtividade vegetal, cepas promissoras de BPCVs isoladas da raiz e do solo de cana-de-açúcar devem ser investigadas quanto à sua potencialidade em promover o crescimento por meio da emissão de COVs. Até o momento, poucas pesquisas foram conduzidas sobre os mecanismos fisiológicos e moleculares que estão envolvidos no crescimento de relevantes culturas agrícolas influenciadas por voláteis bacterianos. Plantas modelos de metabolismo C3 como a Arabidopsis thaliana e Oryza sativa (que também é uma importante cultura agrícola) são consideradas fundamentais para novas descobertas sobre a promoção de crescimento mediado por COVs. Os principais objetivos deste projeto são: (i) avaliar in vitro o potencial de 21 cepas de BPCVs sobre o crescimento vegetal influenciado por COVs, (ii) identificar e quantificar os perfis de voláteis produzidos pelas cinco melhores cepas utilizando a metodologia de HS-GC/MS, (iii) avaliar in vitro se COVs específicos em diferentes combinações e concentrações são capazes de promover o crescimento vegetal, (iv) avaliar a resposta fisiológica das plantas (quantificação de clorofila e hormônios vegetais) aos voláteis das cinco melhores cepas, (v) validar in vivo a atuação dos COVs das cinco melhores cepas, e (vi) testar in vivo a eficiência de COVs das duas melhores cepas em duas culturas agrícolas relevantes no Brasil: cana-de-açúcar e o milho. A longo prazo, nós pretendemos desenvolver um bioinoculante como uma maneira sustentável de reduzir ou uso de químicos na agricultura, aumentar a produtividade, bem como reduzir os custos de produção.