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

• Processo: 19/25720-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2020
• Data de Término da vigência: 10 de setembro de 2023
• Área de 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
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: BPCPs | espécies-chave | Microbioma | Omicas | Promoção de Crescimento | Recrutamento | Interação planta-bactéria

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)

Publicações científicas

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(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)

FERRAREZI, JESSICA APARECIDA; CARVALHO-ESTRADA, PAULA DE ALMEIDA; BATISTA, BRUNA DURANTE; ANICETO, RAFAEL MARTINS; PROHMANN TSCHOEKE, BRUNO AUGUSTO; DE MAIA ANDRADE, PEDRO AVELINO; LOPES, BRUNA DE MOURA; BONATELLI, MARIA LETICIA; ODISI, ESTACIO JUSSIE; AZEVEDO, JOAO LUCIO; et al. Effects of inoculation with plant growth-promoting rhizobacteria from the Brazilian Amazon on the bacterial community associated with maize in field. APPLIED SOIL ECOLOGY, v. 170, FEB 2022. (15/01188-9, 19/04697-2, 19/25720-2)

FERRAREZI, JESSICA APARECIDA; DEFANT, HELOISA; DE SOUZA, LEANDRO FONSECA; AZEVEDO, JOAO LUCIO; HUNGRIA, MARIANGELA; QUECINE, MARIA CAROLINA. Meta-omics integration approach reveals the effect of soil native microbiome diversity in the performance of inoculant Azospirillum brasilense. FRONTIERS IN PLANT SCIENCE, v. 14, p. 15-pg., 2023-06-29. (19/25720-2, 19/04697-2, 21/11983-1)

FERRAREZI, JESSICA A.; MCTAGGART, ALISTAIR R.; TOBIAS, PERI A.; HAYASHIBARA, CAROLINA A. A.; DEGNAN, REBECCA M.; SHUEY, LOUISE S.; FRANCESCHINI, LIVIA M.; LOPES, MARIANA S.; QUECINE, MARIA C.. Austropuccinia psidii uses tetrapolar mating and produces meiotic spores in older infections on Eucalyptus grandis. Fungal Genetics and Biology, v. 160, p. 8-pg., 2022-05-01. (14/16804-4, 19/25720-2)

HAYASHIBARA, CAROLINA ALESSANDRA DE ALMEIDA; LOPES, MARIANA DA SILVA; TOBIAS, PERI A.; SANTOS, ISANELI BATISTA DOS; FIGUEREDO, EVERTHON FERNANDES; FERRAREZI, JESSICA APARECIDA; MARQUES, JOAO PAULO RODRIGUES; MARCON, JOELMA; PARK, ROBERT F.; TEIXEIRA, PAULO JOSE PEREIRA LIMA; et al. In Planta Study Localizes an Effector Candidate from Austropuccinia psidii Strain MF-1 to the Nucleus and Demonstrates In Vitro Cuticular Wax-Dependent Differential Expression. JOURNAL OF FUNGI, v. 9, n. 8, p. 16-pg., 2023-08-01. (14/16804-4, 19/25720-2)

Publicações acadêmicas

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

FERRAREZI, Jessica Aparecida. Desvendando o papel de bactérias promotoras de crescimento em plantas no recrutamento do microbioma da rizosfera do milho. 2024. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALA/BC) Piracicaba.