Estudo genômico, fenotípico e molecular da interação entre Burkholderia ambifaria RZ2MS16, uma rizobactéria promotora de crescimento vegetal, e o milho tropical

Resumo

Rizobactérias do gênero Burkholderia podem contribuir com a promoção de crescimento vegetal de diversas culturas. Isso ocorre devido à capacidade que algumas linhagens têm em fixar nitrogênio, produzir hormônios vegetais, entre outros. Tais mecanismos potencializam a capacidade de algumas espécies do gênero serem utilizadas comercialmente como bio-fertilizantes, sendo esta, uma alternativa sustentável ao uso de fertilizantes químicos. A linhagem Burkholderia ambifaria RZ2MS16 já demonstrou apresentar previamente efeito expressivo sobre o incremento da biomassa de importantes culturas, entre elas, o milho. Apesar dos seus benefícios para a agricultura, pouco se sabe sobre a natureza molecular dos mecanismos relacionados à promoção de crescimento apresentado por essa bactéria. Além disso, estudos apontam que a simbiose entre bactérias fixadoras de nitrogênio (BFN) e o milho, pode ser otimizada mediante a co-inoculação com rizobatérias promotoras de crescimento de plantas (RPCP). Apesar de promissor, o estudo molecular da interação RPCP-hospedeiro, bem como da utilização de BFN, como a bactéria Azospirillum brasilense, em associação com RPCPs são aspectos ainda pouco investigados no Brasil. Outro fator pouco estudado é a herança genética dos alelos do hospedeiro relacionados à simbiose bacteriana, a qual pode ser muito específica (estirpe x cultivar), e a resposta dos mesmos aos nutrientes que o microrganismo pode oferecer. Assim, há uma enorme necessidade de integrar programas de melhoramento genético de plantas ao estudo molecular da interação microrganismo-planta para a utilização eficiente de bio-fertilizantes. Diante do exposto, visando uma abordagem holística do sistema bactérias promotoras de crescimento - planta os objetivos são: i) o entendimento, em nível genômico, dos mecanismos que permitem que a rizobactéria B. ambifaria RZ2MS16 atue como promotora de crescimento em plantas de milho. Para isso, será realizado o estudo do genoma da mesma e, por meio da técnica de mutagênese sítio dirigida será investigado o papel dos genes potencialmente relacionados à capacidade de promover o crescimento vegetal e a sua interação com o hospedeiro. Em paralelo, a partir da transcriptômica, será investigada a interação molecular entre a linhagem de B. ambifaria (RZ2MS16), A. brasilense (Ab-v5) e híbridos de milho tropical; ii) identificar o controle genético e SNPs associados a interação do milho com essas bactérias co-inoculadas. Para isso, um dialelo completo entre linhagens de milho tropical contrastantes quanto a eficiência no uso de nitrogênio será avaliado à campo e em casa de vegetação, com e sem inoculação bacteriana e em alta e baixa disponibilidade de N no solo. Os dados fenotípicos serão analisados por meio de equações de modelos mistos. Para a identificação dos SNPs, em desequilíbrio de ligação caracteres de interesse, os dados moleculares e fenotípicos, serão analisados via Associação Genômica (GWAS). (AU)