Como A Rizobactéria Bacillus Aryabhattai Pode Ajudar Mitigar Os Efeitos Dos Estresses Bióticos E Abióticos

Como a rizobactéria Bacillus aryabhattai pode ajudar mitigar os efeitos dos estresses bióticos e abióticos

Várias rizobactérias promotoras do crescimento de plantas, incluindo o Bacillus aryabhattai, são reconhecidos pela sua capacidade de indução de resistência das plantas a estresses bióticos e pelo aumento da tolerância de diferentes culturas aos estresses abióticos. É o que afirmam Jungwook Yang e outros pesquisadores, no artigo Rhizosphere bacteria help plants tolerate abiotic stress. Mas, como isso acontece? Entenda como o Bacillus aryabhattai pode ajudar a mitigar os efeitos dos estresses bióticos e abióticos.

O que são os estresses bióticos e abióticos?

No campo, as plantas são constantemente submetidas a condições não favoráveis ao seu pleno desenvolvimento e produtividade, que são chamadas de estresses.

A inibição do crescimento vegetativo, o alongamento das raízes e as perdas de produtividade observadas em plantas submetidas a estresses, geralmente estão diretamente correlacionados ao incremento da produção do etileno. Tal composto é responsável por desencadear a senescência e a clorose das plantas e, posteriormente levá-las a morte.

É o que explicam Deepti Barnawal e outros pesquisadores, no artigo ACC deaminase-containing Arthrobacter protophormiae induces NaCl stress tolerance through reduced ACC oxidase activity and ethylene production resulting in improved nodulation and mycorrhization in Pisum sativum

Dependendo do seu agente causal, os estresses são divididos em dois grandes grupos: os estresses bióticos e os estresses abióticos.

Os estresses bióticos, como o próprio nome sugere, são causados por organismos vivos, como pragas e microrganismos fitopagênicos. Já os estresses abióticos, são todos aqueles relacionados ao próprio ambiente, como a água, a luz e a temperatura.

Notoriamente, ambas condições de estresse são relacionadas a grandes perdas agrícolas no Brasil. Na cultura dos citros, por exemplo, a safra 2020/2021 sofreu uma queda de produção de 21,60%, o registro mais alto já medido pelo Fundecitrus desde o início da Pesquisa de Estimativa de Safra (PES), em 2015.

Dentre as principais causas que levaram à perda de aproximadamente 74 milhões de caixas, foram destacadas a seca severa e a alta incidência de pragas e doenças como o greening, bicho-furão e mosca-das-fruta.

Dessa forma, cada vez mais recursos estão sendo destinados para o desenvolvimento de soluções capazes de mitigar os efeitos dos estresses nas plantas. Entretanto, muitas vezes, o espectro de ação dessas soluções é específico a uma condição de estresse no campo, fazendo com que nem sempre seja algo economicamente vantajoso para o agricultor.

Mas, esse cenário está mudando cada vez mais com o avanço das pesquisas sobre o potencial das rizobactérias promotoras de crescimento de plantas para mitigação dos efeitos dos estresses bióticos e abióticos.

Especialmente, rizobactérias do gênero Bacillus têm se destacado frente às demais espécies. Isso porque elas são capazes de manter suas populações estáveis mesmo em condições de estresse, graças a dois principais mecanismos:

  • Produção de exopolissacarídeos, que são compostos capazes de aumentar a tolerância das rizobactérias ao déficit hídrico e favorecer o seu processo de adesão e colonização das raízes;
  • Características estruturais, como as paredes celulares grossas.

É o que explicam Da Jeong Shin e outros pesquisadores, no artigo Effect of Bacillus aryabhattai H26-2 and B. siamensis H30-3 on Growth Promotion and Alleviation of Heat and Drought Stresses in Chinese Cabbage.

Dentro do gênero Bacillus, uma das espécies que tem mostrado resultados muito promissores é o Bacillus aryabhattai, uma espécie de rizobactéria gram positiva, em formato de bastonete, que foi isolada e identificada pela primeira vez em 2009.Colonização Das Raízes Das Plantas Pela Rizobactéria Bacillus Aryabhattai

Colonização das raízes das plantas pela rizobactéria Bacillus aryabhattai. (Fonte: PARK et al., 2017)

Veja a seguir os principais mecanismos desse microrganismo para mitigação dos efeitos dos estresses bióticos e abióticos nas plantas.

Os mecanismos do Bacillus aryabhattai na atenuação dos estresses em plantas

Quatro das principais características de destaque do Bacillus aryabhattai para atenuação dos estresses em plantas, estão relacionados à:

  • Rápida colonização das raízes do hospedeiro;
  • Produção de compostos que favorecem a hidratação das raízes;
  • Regulação da homeostase de diferentes fitormônios e enzimas;
  • Produção de compostos com efeitos nematicidas e fungicidas.

No artigo Bacillus aryabhattai SRB02 tolerates oxidative and nitrosative stress and promotes the growth of soybean by modulating the production of phytohormones, Yeon-Gyeong Park observou que o Bacillus aryabhattai levou apenas dois dias após a inoculação para colonizar as raízes da soja.

Essa rápida colonização promovida por essa rizobactéria, permite que ela exerça uma forte competição frente aos demais microrganismos do solo. E isso acaba levando à limitação do contato das raízes com muitos agentes fitopatogênicos, uma vez que eles terão menos espaço e recursos nas regiões colonizadas pelo Bacillus aryabhattai para iniciar um processo de infecção.

Já o estudo Potential of phosphate solubilizing bacillus strains for improving growth and nutrient uptake in mugbean and maize crops, desenvolvido por  Maqshoof Ahmad e outros pesquisadores, relata a importância da produção de compostos hidratantes que atenuam os efeitos do estresse hídrico, os chamados exopolissacarídeos.

Com as raízes mais hidratadas, o conteúdo relativo de água das plantas aumenta e elas conseguem lidar melhor com condições de estresse hídrico. Por isso, Maqshoof Ahmad e seus colegas observaram que houve um incremento de 32% no conteúdo relativo de água da cultura do milho co-inoculada com Bacillus aryabhattai S10 e outra espécie do gênero.

Além disso, diversos estudos têm relatado o papel do Bacillus aryabhattai na regulação da homeostase de diferentes hormônios vegetais, que promovem diversos efeitos na planta.

A aumento do conteúdo de ácido abscísico (ABA) nas plantas sob condições de estresse salino e hídrico, por exemplo, auxilia na manutenção do estado hídrico da lavoura, porque ele promove:

  • Indução da expressão de genes que codificam enzimas e proteínas relacionadas à tolerância à desidratação;
  • Regulação das células-guarda, estruturas responsáveis pela abertura e fechamento estomático;
  • Crescimento das folhas.

Ainda no estudo desenvolvido pelo pesquisador Yeon-Gyeong Park citado anteriormente, foi observado que os estômatos das plantas tratadas com o Bacillus aryabhattai estavam praticamente quase fechados durante os períodos mais quentes dos dias, quando comparadas àquelas não inoculadas. Resultado este que favoreceu a performance das plantas sob condições de estresse hídrico e térmico.

A regulação da produção de outros hormônios vegetais, como o ácido jasmônico e o ácido giberélico, também são estão associados ao aumento da tolerância das culturas ao estresse térmico.

Já outras condições, como o estresse oxidativo que é causado principalmente pelo acúmulo de substâncias metabólicas tóxicas nas plantas, são mitigadas principalmente pela ação de enzimas.

Plantas inoculadas com o Bacillus aryabhattai podem apresentar uma maior atividade do superóxido dismutase (SOD) e catalase (CAT), duas enzimas que conseguem promover a proteção contra radicais livres e a degradação do peróxido de hidrogênio (H2O2), respectivamente.

A mediação do Bacillus aryabhattai na produção de outros tipos de enzima, como a quitinase, associada à produção de sideróforos, também vem mostrando resultados promissores na mitigação de estresses bióticos causados por fungos e nematoides.

A enzima quitinase, por exemplo, consegue degradar um dos componentes estruturais das paredes celulares de fungos patogênicos e dos ovos de nematoides. Efeito este que foi relatado no artigo On the potential of Bacillus aryabhattai KMT-4 against Meloidogyne javanica, de autoria de Sonam Antil e de outros pesquisadores.

 

As espécies do gênero Bacillus apresentam diferentes mecanismos para controlar os fitopatógenos.

A adição do Bacillus aryabhattai pode se tornar uma prática indispensável para manter a produtividade das lavouras em condições ambientais adversas

Em resumo, a adição do Bacillus aryabhattai pode se tornar uma prática indispensável para manter a estabilidade produtiva das lavouras em condições ambientais adversas, visto a crescente acentuação das mudanças climáticas e a perda de efetividade de algumas práticas para controle de pragas e doenças, como o controle químico.

Assim, as práticas que proporcionam a adição de microrganismos na agricultura, associadas às boas práticas agrícolas que favorecem a vida no solo, podem se tornar um diferencial para lavouras cada vez mais resistentes e produtivas!

 

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