Os microrganismos do gênero Bacillus já são muito conhecidos pelos diversos benefícios que eles proporcionam na agricultura. Mas, você já ouviu falar de um gênero de “quase Bacillus”? Esses são os microrganismos que fazem parte do gênero Paenibacillus. Conheça os microrganismos do gênero Paenibacillus e seus benefícios na agricultura!
O que são os microrganismos do gênero Paenibacillus
Os microrganismos do gênero Paenibacillus são bactérias gram-positivas anaeróbias facultativas.
Apesar de já terem sido inclusos dentro do gênero Bacillus, o nome do gênero teve origem da palavra em latim paene, que significa “quase”, que foi adotada na reclassificação desses microrganismos em 1993.
Tal reclassificação foi atribuída a Carol Ash e outros pesquisadores, autores do artigo Molecular identification of rRNA group 3 bacilli (Ash, Farrow, Wallbanks and Collins) using a PCR probe test.
O gênero Paenibacillus contempla mais de 30 espécies de bactérias, que podem ser encontradas habitando a rizosfera de diferentes espécies florestais e culturas agrícolas, como trigo, sorgo, milho, cevada e cana-de-açúcar.
No Brasil, uma espécie única, conhecida como Paenibacillus brasilensis, foi encontrada no Cerrado, a partir do seu isolamento da rizosfera do milho.
Descoberta esta que foi feita por Irene von der Weid e outros pesquisadores, no artigo Paenibacillus brasilensis sp. nov., a novel nitrogen-fixing species isolated from the maize rhizosphere in Brazil.
Árvore filogenética representando diferentes espécies de microrganismos do gênero Paenibacillus. (Fonte: WEID et al., 2002)
Os microrganismos desse gênero são conhecidos por serem rizobactérias promotoras de crescimento de plantas (RPCP), com capacidade de fixar nitrogênio e induzir a resistência sistêmica das culturas a pragas e doenças.
Tal potencial é um reflexo da capacidade das bactérias do gênero em:
1. Apresentar uma ação antagônica contra fitopatógenos e estimular os mecanismos de defesa da planta
A produção de compostos ativos contra vários fitopatógenos e nematoides e a formação de biofilmes são duas características de destaque entre as espécies de microrganismos do gênero Paenibacillus.
No artigo Biocontrol of Fusarium Crown and Root Rot and Promotion of Growth of Tomato by Paenibacillus Strains Isolated from Soil, Sheng Jun Xu e Byung Sup Kim observaram que todas as cepas estudadas do gênero Paenibacillus produziram celulase e protease, dois compostos que protegem as plantas contra fipatógenos.
Já a fusaricidina, por exemplo, foi identificada em uma cepa de Paenibacillus polymyxa como um potencial agente antifúngico contra a doença da podridão do carvão (Rhizoctonia bataticola) em soja.
É o que descrevem Soo-Keun Choi e outros pesquisadores, no artigo Identification and functional analysis of the fusaricidin biosynthetic gene of Paenibacillus polymyxa E681.
Em outras pesquisas, essa mesma espécie mostrou uma atividade antagônica contra:
- Tombamento de plantas, também conhecido como “damping off”.
- Mal-do-pé (Gaeumannomyces graminis var. Tritici) em trigo;
- Nematoides das galhas (Meloidogyne javanica);
- Fusariose (Fusarium oxysporum).
Parte dessa propriedade também é atribuída à capacidade das bactérias do gênero Paenibacillus em formar biofilmes. Como o próprio nome sugere, os biofilmes são uma matriz polimérica na qual as comunidades de microrganismos ficam envoltas.
No caso das rizobactérias, esse biofilme acaba sendo produzido e acumulado na região das raízes e funciona como uma espécie de barreira de proteção contra agentes fitopatogênicos.
No estudo Paenibacillus polymyxa invades plant roots and forms biofilms, Salme Timmusk e outros pesquisadores constataram a produção de biofilme pela P. polymyxa, principalmente ao redor das pontas das raízes.
Representação da formação de biofilme nas raízes pela bactéria Paenibacillus polymyxa B1. (Fonte: Timmusk et al., 2005)
2. Melhorar o desempenho das culturas em condições de estresse
Outra mecanismo muito interessante presente no gênero Paenibacillus, é a capacidade desses microrganismos em resistir a condições de estresse ambiental pela formação de estruturas dormentes, conhecidas como endósporos.
Com isso, eles conseguem prolongar os seus benefícios para as plantas mesmo em condições desfavoráveis, como a seca.
No artigo Drought-tolerance of wheat improved by rhizosphere bacteria from harsh environments: enhanced biomass production and reduced emissions of stress volatiles, Salme Timmusk e outros pesquisadores observaram o aumento de quase 80% da biomassa do trigo com a inoculação de bactérias rizosferas mesmo em condições de seca severa, estando entre elas o gênero Paenibacillus.
A capacidade de melhorar o desempenho das culturas mesmo em condições de estresse é muito valorizada pelo setor agrícola, já que só na safra 20/21 dos citros, por exemplo, a seca esteve entre os principais fatores que levaram a perda de aproximadamente 74 milhões de caixas de frutos.
3. Promover uma melhor nutrição vegetal e crescimento das culturas
Por fim, grande parte da capacidade dos microrganismos do gênero Paenibacillus de promover uma melhor nutrição vegetal está associada ao potencial desses microrganismos em fixar o nitrogênio e aumentar a disponibilidade de nutrientes importantes para as plantas.
O gene nifH, que é responsável por codificar enzimas envolvidas na fixação do nitrogênio atmosférico para uma forma de nitrogênio que seja disponível para os organismos vivos, já foi detectado em algumas espécies do gênero, como:
- Paenibacillus azotofixans;
- Paenibacillus polymyxa;
- Paenibacillus macerans;
- Paenibacillus graminis;
- Paenibacillus odorifer.
Já o aumento da disponibilidade de nutrientes importantes para as plantas, como potássio e fósforo, foi identificado em diversas pesquisas. Com destaque para o estudo Isolation of Paenibacillus sp. and assessment of its potential for enhancing mineral weathering, conduzido por Dianfeng Liu, Bin Lian e Hailiang Dong.
Nele, os pesquisadores observaram que uma cepa KT do gênero Paenibacillus conseguiu liberar o potássio contido em minerais, um nutriente essencial para a produtividade e qualidade das culturas agrícolas.
O potássio desempenha funções nas mais diversas etapas do desenvolvimento vegetal, sendo fundamental para uma lavoura saudável e produtiva.
As melhorias da qualidade da fertilidade do solo promovida pelos organismos também são um dos fatores que favorecem o crescimento de plantas.
Além disso, outra característica que também contribui o melhor crescimento das plantas na presença dos microrganismos do gênero Paenibacillus é o favorecimento da produção de hormônios vegetais.
Alguns hormônios vegetais, como o ácido indolacético (IAA), funcionam como reguladores de crescimento dos vegetais. Isso permite que as plantas desenvolvam sistemas radiculares altamente organizados, pelos quais a absorção de nutrientes é mais eficiente.
O maior crescimento vegetal associado à produção desses hormônios já foi constatado em algumas espécies, como a P. polymyxa.
É o que relatam os pesquisadores Sheng Jun Xu e Byung Sup Kim, no artigo Biocontrol of Fusarium Crown and Root Rot and Promotion of Growth of Tomato by Paenibacillus Strains Isolated from Soil.
Os benefícios do uso dos microrganismos do gênero Paenibacillus na agricultura
Em resumo, os microrganismos do gênero Paenibacillus são capazes de oferecer uma ampla diversidade de benefícios na agricultura, sendo capazes de:
- Apresentar uma ação antagônica contra fitopatógenos e estimular os mecanismos de defesa da planta;
- Melhorar o desempenho das culturas em condições de estresse;
- Promover uma melhor nutrição vegetal e crescimento das culturas.
Para que esses benefícios se concretizem no campo, é essencial que o uso desses microrganismos sempre caminhe lado a lado com práticas agrícolas benéficas para a saúde da microbiota do solo, prezando sempre pela utilização de insumos sem cloro e com baixo índice salino.
