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Desvendando o papel de bactérias promotoras de crescimento em plantas no recrutamento do microbioma da rizosfera do milho

Processo: 19/25720-2
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de setembro de 2020
Vigência (Término): 29 de fevereiro de 2024
Área do conhecimento:Ciências Agrárias - Agronomia - Fitotecnia
Pesquisador responsável:Maria Carolina Quecine Verdi
Beneficiário:Jessica Aparecida Ferrarezi
Instituição-sede: Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
Assunto(s):Interação planta-patógeno   Milho   Bacillus   Azospirillum brasilense   Recrutamento   Microbiota   Rizosfera   Metagenômica   Transcriptômica   Proteômica   Plantas alimentícias

Resumo

A associação benéfica entre plantas e microrganismos tem sido amplamente explorada com a finalidade de compreender os mecanismos envolvidos nessa relação, a fim de aplicá-los no desenvolvimento de bioinoculantes em sistemas agrícolas visando a sustentabilidade e redução do uso de insumos químicos. As bactérias promotoras de crescimento de plantas (BPCPs) têm sido apontadas como alternativas ao uso de fertilizantes minerais para diversas culturas. A linhagem Bacillus sp. RZ2MS9 e o gênero Azospirillum têm mostrado potencial na promoção de crescimento vegetal, e por isso são chamadas BPCPs. No entanto, a falta de entendimento de forma holística sobre interação BPCPs-planta-microbiota nativa do solo pode levar à inconsistência de seus efeitos em condições de campo. Recentes teorias ecológicas apontam que o microbioma de plantas se organiza em conglomerados contendo espécies-chave (keystone species) e recrutados (helpers). Essas redes microbianas são fortemente conectadas, moduladas molecularmente e podem influenciar o metabolismo e fisiologia das plantas às quais se associam. A modulação molecular dessa associação pode ser acessada com o avanço de tecnologias de sequenciamento em larga escala (high throughput) e de fenotipagem de alto rendimento. Atualmente, é possível acessar informações sobre a comunidade de bactérias associadas às plantas (incluindo as não-cultiváveis), correlacionar com os principais fatores de modulação da microbiota, como genótipo e fase de desenvolvimento da planta, e com as respostas fisiológicas do vegetal sob influência dos bioestimulantes. Assim, por meio de dados de metagenômica, metatranscriptômica, metaproteômica e fenômica, o presente projeto tem como objetivo caracterizar a comunidade microbiana associada a 3 genótipos de milho sob influência de potenciais keystones Bacillus sp. RZ2MS9 e A. brasilense Ab-v5 para embasar o desenvolvimento inédito de um microbioma mínimo sintético incluindo essas duas espécies como espécies-chave, visando a construção de um consórcio de bactérias. Essa abordagem inédita por meio das ômicas e uma visão holistica de complexo sistema inoculante-planta-microbiota bem como a intergração desses dados permitirá o desenvolvimento de novas estratégias para otimizar o uso de bioestimulantes de plantas com eficiência melhorada e melhor estabelecimento em campo. (AU)