Desvendando o papel dos mecanismos moleculares envolvidos na promoção de crescimento vegetal e modulação da comunidade bacteriana do solo por Pantoea agglomerans 33.1

Autor(es)

Aline Aparecida Oliveira Ferreira

• 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: 2023-12-07

Membros da banca

Maria Carolina Quecine Verdi; André Oliveira de Souza Lima

• Orientador: Maria Carolina Quecine Verdi

Resumo

O cenário de aumento populacional e de preocupação com questões socioambientais e ecológicas, tem levado a uma demanda por maior produção agrícola, com menor impacto ambiental, e menor expansão de áreas cultivadas. Nesse sentido, adotar ferramentas alternativas que impulsionem a produção de alimentos tem se tornado uma necessidade. Assim, a utilização de microrganismos benéficos tem sido cada vez mais explorada dentro da agricultura. Pantoea agglomerans 33.1 é uma bactéria que estabelece interação simbiótica com a planta hospedeira, sobretudo cana-de-açúcar, favorecendo seu desenvolvimento por meio da produção de fitormônios e disponibilização de nutrientes. Com o objetivo de aprofundar o conhecimento a respeito da positiva interação entre a linhagem 33.1 e as plantas, nosso grupo têm estudado os diferentes mecanismos dessa relação há mais de uma década. Visando gerar mais conhecimento sobre a biologia de 33.1 e entender seus mecanismos de promoção do crescimento vegetal, especialmente através da solubilização de fósforo (P), o presente estudo teve por objetivos i) avaliar a interação da linhagem 33.1 com diferentes fungos micorrízicos arbusculares (FMA) na dinâmica de disponibilização de P, na promoção de crescimento de cana-de-açúcar, e na modulação da comunidade bacteriana do solo; e ii) obter, de maneira inédita, o genoma completo da linhagem 33.1, e a partir dele, identificar genes envolvidos na promoção de crescimento vegetal, bem como os genes de Sistemas de Secreção de Proteínas (SSP), e avaliar seu efeito na promoção de crescimento, mediante nocaute gênico via CRISPR-Cas9. Nossos resultados demonstraram a sinergia e efeito \"helper\" da linhagem 33.1 com Rhizophagus intraradices, com resultados promissores nas frações lábeis de P no solo e na atividade enzimática de fitase e fosfatase. O genoma completo dessa linhagem foi obtido com boa cobertura e qualidade, permitindo a identificação de quatro diferentes plasmídeos e fornecendo preciosas informações sobre sua biologia. Foram anotados os genes envolvidos nas principais vias de promoção de crescimento, especialmente os relacionados ao metabolismo de P. Os SSP T1SS, T5aSS, T5bSS, T6SS, as vias Tat e Sec, e sistemas acessórios foram localizados em seu genoma, permitindo a seleção dos genes bepC e prn para nocaute. Apesar da construção do sistema dois-plasmídeos para nocaute ter sido adequadamente realizada, com genes clonados nos devidos plasmídeos e estes inseridos na linhagem 33.1, não obtivemos, até o momento, o nocaute de genes de SSP. Ainda que a edição não tenha ocorrido com a técnica utilizada, abordagens alternativas estão sendo avaliadas e grandes avanços foram feitos quanto ao entendimento das interações de 33.1 com outros microrganismos, com o meio, e com a planta hospedeira, bem como o possível papel dos SSP nessa relação. (AU)

• Processo FAPESP: 21/04834-0 - Desvendando o papel dos sistemas de secreção de proteínas na promoção de crescimento vegetal por Pantoea agglomerans 33.1
• Beneficiário: Aline Aparecida Oliveira Ferreira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado