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

Processo: 20/11837-2
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de fevereiro de 2021
Vigência (Término): 31 de janeiro de 2022
Área do 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, Inovações e Comunicações (Brasil). Campinas , SP, Brasil
Assunto(s):Mecanismos moleculares   Compostos orgânicos voláteis   Estria vermelha   Controle biológico   Virulência   Cana-de-açúcar

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.