Estudo dos mecanismos moleculares envolvidos na inibição de crescimento de Acidovorax avenae subsp. avenae por compostos orgânicos voláteis bacterianos

• Processo: 20/11837-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2021
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2022
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
• Pesquisador responsável: Juliana Velasco de Castro Oliveira
• Beneficiário: Giovanna Tavares Lima
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Mecanismos moleculares Compostos orgânicos voláteis Estria vermelha Controle biológico Virulência Cana-de-açúcar
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Acidovorax avenae | cana-de-açúcar | compostos orgânicos voláteis | controle biológico | estria vermelha | Microbiologia Aplicada

Resumo

A produção de cana-de-açúcar (cana) constitui um dos setores mais importantes da economia brasileira, representando 2% do Produto Interno Bruto (PIB) nacional. Atualmente, o Brasil é o maior produtor mundial dessa cultura e, apesar da alta produtividade, o cultivo da cana ainda é afetado severamente por fatores bióticos limitantes, como insetos e microrganismos fitopatogênicos, que podem ser responsáveis por grandes perdas econômicas. Para reverter este cenário através de práticas agrícolas sustentáveis, o presente estudo visa contribuir com a utilização de microrganismos no biocontrole de doenças vegetais, focando nos compostos orgânicos voláteis (COVs) bacterianos, como inibidores do crescimento dos fitopatógenos. COVs são pequenos metabólitos (em geral, com menos de 15 carbonos) produzidos por microrganismos e que facilmente se volatilizam em temperatura ambiente, sendo importantes moléculas sinalizadoras que podem permear pelo solo, água e ar. A doença em destaque nesse estudo é a estria vermelha, causada pela bactéria Acidovorax avenae subsp. avenae, caracterizada pelo aparecimento de estrias avermelhadas, finas e longas nas folhas e pela podridão do colmo da cana. Esta fitobactéria também pode causar sérios danos em outras culturas como arroz, milho, aveia e painço, sendo relavante em todo o mundo. Previamente, nosso grupo já identificou duas bactérias capazes de inibir em cerca de 80% o crescimento de A. avenae através de COVs, e o conjunto destes metabólitos produzidos por ambos os isolados foi analisado. Assim, o objetivo deste trabalho é identificar quais voláteis produzidos pelos isolados são responsáveis pela inibição do crescimento de A. avenae, através da avaliação da atividade antimicrobiana de COVs sintéticos. Em adição, objetiva-se compreender os mecanismos moleculares envolvidos nesta inibição, analisando a expressão de genes relacionados a virulência e patogenicidade de A. avenae na presença e na ausência dos COVs, por PCR em tempo real. Por fim, propomos verificar se a inibição observada in vitro, também ocorre in vivo, realizando ensaios de co-cultivo das bactérias antagonistas com plântulas de cana e arroz infectadas com A. avenae. Este estudo busca a caracterização de novas moléculas bioativas bem como entender como elas atuam, possibilitando, futuramente, o desenvolvimento de bioprodutos visando uma agricultura mais sustentável.