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

• Processo: 19/08522-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2021
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
• Acordo de Cooperação: Agilent
• Pesquisador responsável: Juliana Velasco de Castro Oliveira
• Beneficiário: Natália Oliveira de Araujo
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Campinas , SP, Brasil
• Empresa: Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (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
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bactérias promotoras de crescimento vegetal | Bioinoculantes | Compostos Orgânicos Voláteis | Metabolomica | Microbiologia aplicada à agricultura

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.

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)

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)

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)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

ARAUJO, Natália Oliveira de. Explorando compostos orgânicos voláteis bacterianos para aumentar o crescimento e a sanidade de culturas agrícolas. 2021. Dissertação de Mestrado - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia Campinas, SP.