Aspectos biotecnológicos da interação entre bactérias e cana-de-açúcar (Saccharum sp., L.)

Autor(es)

Maria Carolina Quecine

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Piracicaba.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALA/BC)
• Data de defesa: 2010-03-10

Membros da banca

Aline Aparecida Pizzirani kleiner; João Lucio de Azevedo; Carlos Alberto Labate; Paulo Teixeira Lacava; Gabriel Padilla Maldonado

• Orientador: Aline Aparecida Pizzirani kleiner

Resumo

A cana-de-açúcar é uma das mais importantes culturas para o Brasil e vem recebendo significativa atenção devido à crescente substituição de combustíveis fósseis por fontes renováveis e menos poluentes de energia como o etanol. Consequentemente, os aspectos biotecnológicos oriundos da interação de bactérias e cana-de-açúcar devem ser mais bem avaliados, além disso, estudos de interação planta-microrganismo desenvolvidos em países tropicais são ainda incipientes. As bactérias interagindo com as plantas de interesse agronômico podem acarretar os mais diversos benefícios, com ênfase na promoção do crescimento vegetal e da fitossanidade. Dentre essas bactérias, diversas linhagens de Pantoea agglomerans têm sido isoladas intimamente associadas a várias espécies vegetais. As bactérias pertencentes ao gênero Pseudomonas também têm sido exploradas biotecnologicamente, pois produzem uma vasta gama de antimicrobianos que podem ser utilizados no controle de pragas e fitopatógenos. A partir desses fatos, uma linhagem de P. agglomerans, 33.1, previamente isolada endofiticamente de Eucalyptus grandis e promotora de crescimento dessa cultura, foi avaliada quanto aos aspectos biotecnológicos durante associação com cana-de-açúcar. A linhagem 33.1 foi capaz de promover o crescimento de cana-de-açúcar e também induziu a produção de proteínas de resistência pelas plantas inoculadas. Dentre os mecanismos avaliados na promoção de crescimento vegetal, a linhagem apresentou alta produção de fitormônio e fosfatases. Foi também confirmado que a interação planta-bactéria afetou o metabolismo da linhagem 33.1. Um plasmidio integrativo, pNKGFP, foi desenvolvido e inserido na linhagem 33.1. A linhagem bacteriana marcada foi monitorada durante interação com cana-de-açúcar. Por microscopia de fluorescência, re-isolamento e PCR quantitativo (qPCR) foi confirmada a capacidade de colonização cruzada de cana-deaçúcar pela linhagem 33.1:pNKGFP, abrindo assim precedentes para utilização dessa linhagem em outras culturas. Posteriormente, a linhagem 33.1 foi geneticamente modificada para produção da proteína Cry. Por meio de bioensaios em dieta artificial e colmos de cana-de-açucar foi provado o parcial controle de Diatraea saccharalis, uma importante praga de cana-de-açúcar, pela linhagem endofítica expressando heterologamente o gene cry1a7c. Vários antibióticos e sideróforos produzidos pela bactéria P. fluorescens, linhagem Pf-5, foram avaliados quanto ao controle de Fusarium spp., incluindo isolados de F. verticillioides causadores de Pokkah boeng em cana-deaçúcar. Por mutações sitio-dirigido em genes envolvidos na biossíntese de antimicrobianos foi provado que os compostos 2,4-diacetil-floroglucinol e rizoxina são os principais responsáveis no controle Fusarium spp. Por HPLC e RT-qPCR foi também provado que ácido fusárico afeta a produção de antibióticos pela Pf-5. (AU)

• Processo FAPESP: 05/53748-6 - Interação entre bactéria endofítica expressando genes heterólogos e cana-de-açúcar geneticamente modificada
• Beneficiário: Maria Carolina Quecine Verdi
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto