Como bactérias do gênero Microbacterium antagonizam o fungo Phakopsora pachyrhizi, causador da ferrugem asiática da soja?

• Processo: 24/22548-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2025
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2029
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Paulo José Pereira Lima Teixeira
• Beneficiário: Carolina Decico Negri
• Instituição Sede: Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
• Assunto(s): Antibiose Phakopsora pachyrhizi Soja
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Antibiose | ferrugem asiática | Microbacterium | Phakopsora Pachyrhizi | Soja | Interações planta-microrganismo

Resumo

Plantas são colonizadas por uma enorme diversidade de microrganismos que formam complexas comunidades em todos os seus tecidos. Essas comunidades, conhecidas como microbiomas, influenciam significativamente a interação da planta com o ambiente, desempenhando papéis fundamentais na saúde e no desenvolvimento vegetal. O microbioma é considerado uma extensão do sistema imunológico das plantas, fornecendo uma camada adicional de proteção contra patógenos. Por isso, tem sido intensamente explorado como uma fonte de possíveis agentes de biocontrole. No entanto, apesar do grande potencial, estratégias de controle de doenças baseadas no uso de microrganismos frequentemente apresentam eficiência limitada em condições de cultivo comercial. Isso se deve, em grande parte, à nossa compreensão limitada dos mecanismos moleculares que governam as interações entre o microbioma, a planta hospedeira e patógenos. Neste projeto, propomos investigar como bactérias do gênero Microbacterium inibem o fungo Phakopsora pachyrhizi, causador da ferrugem asiática da soja. Em trabalhos anteriores, nosso grupo de pesquisa construiu a coleção Soybiome, composta por 3038 bactérias isoladas da soja e do solo. Esta coleção tem sido explorada em busca de bactérias benéficas, incluindo aquelas com capacidade de inibir fungos patogênicos que atacam a soja. Das 419 bactérias já avaliadas, 69 foram capazes de inibir a germinação de esporos de P. pachyrhizi em ensaios conduzidos in vitro. Notavelmente, o gênero Microbacterium emergiu como um inibidor recorrente deste patógeno, incluindo membros com eficiência comparável à de fungicidas químicos. Em comparação com gêneros frequentemente associados à antibiose (e.g., Bacillus, Pseudomonas e Streptomyces), os mecanismos moleculares de ação antifúngica de Microbacterium spp. são ainda relativamente pouco explorados. Assim, utilizaremos genômica comparativa, metabolômica e manipulação genética para determinar genes e moléculas envolvidos na inibição de P. pachyrhizi. Nossa coleção inclui também isolados de Microbacterium sem atividade antifúngica, que servirão como um recurso valioso para análises comparativas. Além de investigar os mecanismos moleculares, realizaremos ensaios de proteção contra a ferrugem asiática in planta, tanto com bactérias individuais (monoassociações) quanto com comunidades sintéticas (SynComs). Os resultados deste projeto devem expandir nosso entendimento sobre a ação antifúngica em bactérias associadas a plantas, o que é essencial para o futuro desenvolvimento de agentes de biocontrole eficazes.