Aspectos biológicos da promoção de crescimento vegetal por Bacillus thuringiensis RZ2MS9 com enfoque na adubação fosfatada

Autor(es)

Bruna de Moura Lopes

• 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: 2023-03-22

Membros da banca

Maria Carolina Quecine Verdi; Paulo Teixeira Lacava; Paulo Sergio Pavinato

• Orientador: Maria Carolina Quecine Verdi

Resumo

O fósforo (P) é um macronutriente essencial para o bom crescimento e desenvolvimento de plantas. Devido as características dos solos brasileiros, a aplicação de altas doses de fertilizantes fosfatados não conseguem suprir a necessidade por este elemento durante o ciclo da planta. Visando maior produtividade e sustentabilidade, são necessárias estratégias alternativas para o uso e melhor aproveitamento do P presentes no solo. Para isto, o uso de rizobactérias promotoras de crescimento de plantas (RPCP), principalmente as bactérias solubilizadores de P (BSP), são estratégias a serem implementadas a fim de diminuir o uso de fertilizantes tradicionais. Dentre estas bactérias, o gênero Bacillus tem se mostrado um bom promotor de crescimento de plantas comercialmente relevantes. O Bacillus thuringiensis (Bt) RZ2MS9 é uma rizobactéria previamente isolada da raiz do guaranazeiro capaz de promover o crescimento de milho, soja e tomate, mas até o momento não havia sido testada em cana-de-açúcar, uma cultura economicamente importante para o Brasil. O sequenciamento completo do genoma desta linhagem possibilitou a busca por genes de interesse agronômico. A partir disto, a linhagem Bt RZ2MS9 foi avaliada quanto a capacidade de promoção de crescimento em três variedades de cana-de-açúcar. A linhagem foi capaz de aumentar a taxa de brotamento, altura e peso seco de parte aérea e quantidade de clorofila A e B. No entanto, apesar da taxa de colonização das folhas serem estatisticamente iguais, a capacidade de promoção de crescimento a partir da inoculação foi diferente entre variedade de cana-de-açúcar. Posteriormente, a linhagem foi testada para promoção de crescimento e acúmulo de P em milho, cana-de-açúcar e soja inoculadas em solo rico em P e comparada ao produto comercial Biomaphos® e controle sem inoculante. Neste experimento, foi observado maior atividade fosfatásica nos solos inoculados com Bt RZ2MS9 e Biomaphos® independente da cultura avaliada. Não houve promoção de crescimento pelos parâmetros avaliados e o acúmulo de P foliar foi estatisticamente maior ao final do experimento do milho no tratamento controle. Paralelamente, foi observado via RT-qPCR uma modulação na expressão de genes relacionados ao sistema de dois componentes (SDC) PhoP/PhoR sob diferentes concentrações de P solúvel. Em meio com baixa concentração de P, o gene phoP foi negativamente regulado após seis horas de inoculação. Após 24 horas, genes relacionados a fosfatase alcalina e modificação da parede celular foram positivamente regulados. Em meio com alta concentração de P, o gene phoP foi negativamente regulado, e os genes pstS, tuaE e tuaG foi positivamente regulado. Por fim, foi iniciado um processo de nocaute via CRISPR-Cas9 dos genes phoP e phoR que codificam para as principais proteínas do SDC em estudo. (AU)

• Processo FAPESP: 20/10149-5 - Sistema PhoPR de Bacillus sp. RZ2MS9 e sua resposta à adubação fosfatada em milho
• Beneficiário: Bruna de Moura Lopes
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado