Mecanismos moleculares envolvidos na comunicação bacteriana e na promoção de crescimento de milho

Autor(es)

Jaqueline Raquel de Almeida

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Piracicaba.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALA/BC)
• Data de defesa: 2018-09-06

Membros da banca

Maria Carolina Quecine Verdi; Welington Luiz de Araujo; João Lucio de Azevedo; Aline Silva Romão Dumaresq

• Orientador: Maria Carolina Quecine Verdi

Resumo

Concomitantemente ao aumento da produção agrícola, há o aumento do uso de fertilizantes minerais, que pode acarretar no desenvolvimento de diferentes problemas ambientais, além de causar a salinização dos solos. Uma possível alternativa para tentar reduzir a aplicação desses produtos é o uso de bactérias promotoras de crescimento de plantas (BPCPs), que podem ser usadas isoladamente ou em co-inoculação com outras bactérias, tornando-as uma alternativa ambientalmente e economicamente viável. Melhores resultados podem ser obtidos se a interação bactéria-bactéria e bactéria-planta for elucidada, permitindo que estratégias sejam desenvolvidas para otimizar essas interações. Em vista disso, a bactéria Bacillus sp. RZ2MS9, previamente descrita como uma potencial BPCP em milho e soja, foi marcada com GFP e monitorada durante a colonização de milho inoculada sozinha, bem como em co-inoculação com Azospirillum brasilense (Ab-v5::pWM1013). A interação dessas linhagens marcadas em milho, foi monitorada por microscopia de fluorescência (FM) e PCR quantitativo (qPCR), revelando um comportamento endofítico de Bacillus sp. RZ2MS9. Em plantas co-inoculadas, apesar da linhagem Ab-v5::pWM1013 não ter sido detectada por qPCR, a co-inoculação resultou no aumento do peso seco das raízes e da parte aérea, no volume e no diâmetro do sistema radicular, demonstrando que a inoculação com mais de uma linhagem bacteriana pode ser uma boa alternativa para o desenvolvimento de bio-fertilizantes. O quorum sensing (QS) é um importante sistema de comunicação célula-célula que permite que as bactérias reconheçam sua própria população e modulem sua expressão gênica. Este sistema também está envolvido na comunicação interespecífica, incluindo outras espécies bacterianas e plantas. Co-evolutivamente, enzimas capazes de detectar e degradar essas moléculas evoluíram, dando origem ao chamado quorum quenching (QQ), sistema que evoluiu em algumas bactérias como uma vantagem competitiva para a colonização de nichos. O gene aiiA, foi um dos primeiros genes relacionados ao sistema QQ descrito no gênero Bacillus, gene este que foi anotado no genoma de RZ2MS9. Através da construção de uma nova linhagem biossensora de QQ, Agrobacterium tumefaciens At11006, e validada através da linhagem A. tumefaciens NTL4, a capacidade de RZ2MS9 de degradar moléculas de QS foi confirmada. O knockout do gene aiiA foi realizado utilizando o sistema CRISPR-Cas9, confirmando a função desse gene. Através dos resultados obtidos neste trabalho, a influência do sistema QQ de Bacillus sp. RZ2MS9 durante a colonização do milho, bem como a interação RZ2MS9 - A. brasilense - milho pode ser melhor investigada, abrindo a possibilidade de uma melhor compreensão do papel do sistema QQ na interação entre bactérias promotoras de crescimento e plantas. (AU)

• Processo FAPESP: 16/16868-8 - Modulação da interação entre bactérias promotoras de crescimento e o milho pelo sistema quorum sensing
• Beneficiário: Jaqueline Raquel de Almeida
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado