Simbiose microrrízica associada ao ciclo do fósforo e a tolerância ao défict hídrico em diferentes cultivares de feijão

• Processo: 24/19071-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2029
• Área de conhecimento: Ciências Agrárias - Agronomia - Ciência do Solo
• Pesquisador responsável: Lucas William Mendes
• Beneficiário: Maycon Cristiano Barbosa
• Instituição Sede: Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 19/16043-7 - Microbioma da rizosfera de feijão tolerante à seca, AP.PFPMCG.JP
• Assunto(s): Biologia molecular Micorriza Microbiologia do solo Mudança climática Nutrição vegetal Microbiologia agrícola
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biologia molecular | micorrizas | Microbiologia do solo | Mudanças Climáticas | Nutrição de Plantas | Microbiologia agrícola

Resumo

O estresse hídrico é considerado o principal desafio para a produção agrícola global, uma vez que as principais regiões agrícolas do mundo são afetadas pela seca, resultando em impactos negativos na economia e na sociedade. O melhoramento genético das culturas para a tolerância à seca tem recebido significativa atenção nos últimos anos, e novas pesquisas têm elucidado o papel de microrganismos específicos do solo na influência da tolerância ao estresse hídrico nas plantas, incluindo fungos micorrízicos arbusculares (FMA) e rizobactérias simbióticas. Estudos recentes têm mostrado que esses microrganismos da rizosfera desempenham um papel crucial no funcionamento das plantas, afetando sua fisiologia e desenvolvimento, além do ciclo de alguns elementos essenciais, como o fósforo e nitrogênio, que já são influenciados pela dinâmica hídrica. Apesar de sua importância para o crescimento das plantas ser amplamente reconhecida, as características funcionais e os mecanismos pelos quais os FMAs auxiliam na mitigação do estresse hídrico ainda são pouco explorados. Neste contexto, o presente projeto visa avaliar os efeitos da manipulação de FMAs na rizosfera de feijão, com o objetivo de identificar taxonômica e funcionalmente estes organismos, suas interações com bactérias simbióticas e influência no ciclo do fósforo e nitrogênio. Para isso, serão analisados dados de sequenciamento amplicon e metagenômico das comunidades de FMAs em diferentes cultivares de feijão submetidas à seca. Então, esses cultivares serão inoculados com FMAs e cultivados em casa de vegetação sob condições normais e de estresse hídrico para avaliar os efeitos da modulação do microbioma na indução de resistência à seca e no ciclo do P, principalmente. O delineamento experimental será organizado em blocos inteiramente casualizados em fatorial com cinco repetições para cada tratamento, compreendendo dois genótipos de feijão tolerantes à seca, um tratamento controle sem planta (solo bulk), dois regimes hídricos (<40% e >80% da capacidade de campo, representando seca e irrigação normal, respectivamente) e duas condições nutricionais (+P e -P) [(2 genótipos + 1 Bulk) x 2 condições de inoculação x 2 regimes hídricos x 2 condições nutricionais x 5 repetições cada]. A avaliação da comunidade de FMA será inicialmente realizada por meio da análise de esporulação e colonização radicular, seguida pelo sequenciamento amplicon das comunidades fúngicas (ITS) e bacterianas (16S rRNA) da hifosfera, além da caracterização do perfil funcional por meio de metagenômica. Os dados do microbioma serão integrados às propriedades físico-químicas do solo, bem como à fisiologia e biometria das plantas, com o objetivo de compreender o controle da planta hospedeira na montagem do microbioma da rizosfera durante o estresse hídrico. Além disso, dados de fracionamento de P, fosfatase ácida e abundância dos genes pqqC e phoC serão utilizados para compreender a influência dos FMA no ciclo do fósforo sob condição de seca. Este projeto está vinculado ao Projeto JP FAPESP 2019/16043-7 "Microbioma da rizosfera de feijão tolerante à seca" e seu desenvolvimento envolverá diferentes laboratórios do CENA-USP, abrangendo microbiologia, biologia molecular, fisiologia e nutrição de plantas. Os resultados contribuirão de maneira significativa para o entendimento das interações planta-FMA e seu papel na mitigação do estresse hídrico, buscando identificar grupos microbianos e funções com potencial uso biotecnológico para aplicações no desenvolvimento de uma agricultura sustentável e garantir a segurança alimentar, considerando o atual cenário das mudanças climáticas.