Diversas espécies de microrganismos do gênero Bacillus são reconhecidos pela capacidade de favorecer diversos aspectos da produção agrícola. Dentre elas, o Bacillus megaterium tem se destacado e atraído a atenção de diversos pesquisadores e agricultores. Conheça mais sobre este microrganismo e seus benefícios na agricultura!
Para que serve o Bacillus megaterium?
O microrganismo Bacillus megaterium é uma espécie de bactéria em gram-positiva utilizada na produção de diversos bioprodutos na indústria, como a penicilina sintética. Além disso, ele também é utilizado como uma rizobactéria promotora de crescimento de plantas (RPCP) na agricultura.
O Bacillus megaterium é uma espécie tolerante a temperaturas, salinidade e pressão osmótica altas, podendo ser encontrado na rizosfera de diferentes culturas agrícolas, onde desempenha diversas funções e benefícios para as plantas. São eles:
1. Indução de mecanismos de resistência a estresses bióticos e abióticos nas plantas
Para entender mais sobre a capacidade do B. megaterium de induzir mecanismos de resistência nas culturas a estresses bióticos e abióticos, Juan Ignacio Vílchez, junto a outros pesquisadores, realizou a caracterização do genoma desse microrganismo em 2018.
Dentre as diversas descobertas relatadas, foi observada a expressão de características comumente descritas em cepas de microrganismos que aumentam a resistência de plantas a estresses, como:
- Produção de fitometabólitos, como auxinas e aminociclopropano-1-carboxilato deaminase (ACCd);
- Vias metabólicas relevantes para auxiliar na minimização dos efeitos do estresse hídrico das plantas, como biossíntese de trelose e antioxidantes.
Resultados estes que estão expostos no artigo Complete genome sequence of Bacillus megaterium strain TG1-E1, a plant drought tolerance-enhancing bacterium.
A alta resistência do Bacillus megaterium à salinidade, também relatada pelos pesquisadores, indica que esse microrganismo tem um grande potencial de melhorar a tolerância das plantas ao estresse salino.
Para averiguar isso, Adriana Marulanda e outros pesquisadores conduziram uma pesquisa na cultura do milho sob condições de estresse de salino inoculado com uma cepa de B. megaterium, previamente isolada de solo degradado.
Verificou-se no estudo que as plantas inoculadas expressaram um melhor desempenho, tanto em condições de estresse salino, quanto em condições normais.
Esse resultado foi atribuído à capacidade do microrganismo em aumentar os valores de condutância estomática das raízes, ao favorecer a expressão da membrana plasmática superior tipo dois (PIP2) e a quantidade de proteínas de canal de água, conhecidas como aquaporinas.
Essas conclusões estão no estudo Regulation of plasma membrane aquaporins by inoculation with a Bacillus megaterium strain in maize (Zea mays L.) plants under unstressed and salt-stressed conditions.
Além da indução de resistência nas culturas a estresses abióticos, alguns estudos também já vêm evidenciando a capacidade da B. megaterium na redução da intensidade das doenças, que estão inclusas dentro do grupo de estresses bióticos.
Tal efeito é alcançado com a inibição direta dos fitopatógenos, através da produção de metabólitos secundários, como os compostos fenólicos, e o aumento da atividade de enzimas de defesa, como peroxidases e quitinases.
No artigo Plant growth promotion and induction of resistance in Camellia sinensis by Bacillus megaterium, Usha Chakraborty e outros pesquisadores observaram que todos os fungos testados exibiram algum grau de inibição pela inoculação do Bacillus megaterium, que variou entre 55% e 84%.
O controle biológico de doenças tem como premissa a redução da soma de inóculo ou das atividades determinantes da doença, provocada por um patógeno, realizada por um ou mais organismos que não o homem (Cook e Baker, 1983), sendo as rizobactérias um desses organismos.
2. Promoção do crescimento e o desenvolvimento das culturas
O grupo das rizobactérias promotoras de crescimento das plantas (RPCP), ao qual o Bacillus megaterium pertence, já é muito conhecido pela sua capacidade de favorecer o crescimento e desenvolvimento das culturas.
Geovanni Pinheiro, especialista no assunto, explica que esse benefício se dá através de mecanismos diretos e indiretos.
Os mecanismos diretos têm a ver, entre outras coisas, com a disponibilização de nutrientes como o fósforo e o potássio, que são importantes para que as plantas se desenvolvam, e a fixação de nitrogênio.
Já os indiretos estão relacionados à produção de substâncias tais como enzimas que ajudam no combate a patógenos nocivos, melhorando os processos biometabólicos das plantas.
No mesmo estudo conduzido por Juan Ignacio Vílchez, ele e seus colegas observaram possíveis mecanismos envolvidos na promoção de crescimento de plantas no Bacillus megaterium, como a produção de fosfatases ácidas, sideróforos e exopolissacarídeos.
Além disso, outras pesquisas também já constataram que o B. megaterium e outras RPCPs podem produzir fitormônios, como citocininas e ácido indol-acético (IAA).
3. Melhorar as condições de fertilidade do solo
Por fim, diversas espécies do gênero Bacillus vem sendo reconhecidas pela capacidade de melhorar as condições de fertilidade do solo. Isso porque elas apresentam a capacidade de favorecer os aspectos de fixação, absorção e disponibilização de nutrientes do solo.
Por exemplo, no artigo Isolation and identification of nitrogen-fixing Bacilli from plant rhizospheres in Beijing Region, Y. Ding e outros pesquisadores relataram que a B. megaterium foi uma das espécies de Bacillus considerada positiva para o gene nifH.
Esse gene é responsável por codificar enzimas envolvidas na fixação do nitrogênio atmosférico para uma forma de nitrogênio que seja disponível para os organismos vivos.
Em culturas como o arroz, a B. megaterium já foi isolada da rizosfera e identificada como um microrganismo fixador de nitrogênio endofítico.
Além disso, outras pesquisas envolvendo a investigação de diversas outras espécies do gênero já o identificam como sendo um dos que apresentam maior potencial de fixar o nitrogênio.
É o que menciona Jesmi Yousuf e outros pesquisadores no artigo Nitrogen fixing potential of various heterotrophic Bacillus strains from a tropical estuary and adjacent coastal regions.
Outro aspecto que vem fazendo com que o Bacillus megaterium tenha destaque frente aos demais microrganismos do solo é a sua já mencionada capacidade de disponibilizar nutrientes, como o fósforo e o potássio.
Membros dessa espécie têm apresentado atividade de ácidos orgânicos, fosfatases ácidas e alcalinas, que são enzimas que catalisam a conversão dos nutrientes para formas que são absorvidas e assimiladas pelas plantas.
Na cultura do trigo, a pesquisadora Hesham M. A. El-Komy observou que a inoculação da B. megaterium, em conjunto de outro microrganismo, proporcionou um aumento significativo na solubilização de fósforo por quatro ciclos consecutivos de quatro dias.
O Bacillus megaterium apresenta um grande potencial na agricultura
Em resumo, o Bacillus megaterium apresenta um grande potencial de uso agrícola ao induzir mecanismos de tolerância a estresses bióticos e abióticos nas plantas, promover o crescimento e desenvolvimento das culturas e melhorar as condições de fertilidade do solo.
Dessa forma, práticas agrícolas que favoreçam o desenvolvimento dos microrganismos do solo são essenciais para alcançar a alta performance das lavouras!
