Bactérias do solo podem melhorar o rendimento das colheitas por meio de fungos

Uma equipe de pesquisadores do Boyce Thompson Institute (BTI) descobriu um grupo diferente de bactérias que podem ajudar fungos e plantas a adquirir nutrientes do solo. As descobertas podem apontar o caminho para métodos econômicos e ecológicos para enriquecer o solo e melhorar o rendimento das colheitas, reduzindo a dependência dos agricultores de fertilizantes convencionais.

AM Mushroom Research

Os pesquisadores sabem que um tipo de fungo denominado fungo micorrízico arbuscular (MA) estabelece relações simbióticas com as raízes de 70% de todas as plantas terrestres. Nessa relação, as plantas trocam ácidos graxos por nitrogênio e fósforo dos fungos. No entanto, os fungos AM não possuem as enzimas necessárias para liberar nitrogênio e fósforo de moléculas orgânicas complexas.

Um trio de cientistas do BTI liderado por Maria Harrison, o professor William H. Crocker do BTI, questionou se outros micróbios do solo poderiam ajudar os fungos a acessar esses nutrientes. Em uma primeira etapa para examinar essa possibilidade, a equipe investigou se os fungos AM se associam a uma comunidade específica de bactérias. Sua pesquisa foi publicada em 1º de março no The ISME Journal.

Comunidades bacterianas

A equipe examinou bactérias que vivem nas superfícies de longas estruturas semelhantes a filamentos chamadas hifas, que os fungos espalham no solo longe de sua planta hospedeira. Em hifas de duas espécies de fungos, a equipe descobriu comunidades bacterianas muito semelhantes, cuja composição era diferente da do solo ao redor.

"Isso nos diz que, como o intestino humano ou as raízes das plantas, as hifas dos fungos AM têm seus próprios microbiomas exclusivos", disse Harrison, que também é professor adjunto do College of Integrative Plant Sciences. de Cornell. . “Já estamos testando algumas previsões interessantes sobre o que essas bactérias podem fazer, como ajudar na aquisição de fosfato.

Bactérias que podem aumentar o rendimento da colheita

“Se estivermos corretos, enriquecer o solo para algumas dessas bactérias pode aumentar a produtividade das safras e, em última análise, reduzir a necessidade de fertilizantes convencionais, juntamente com seus custos associados e impactos ambientais”, acrescentou.

Seus co-investigadores no estudo foram os ex-cientistas do BTI Bryan Emmett e Véronique Lévesque-Tremblay.

No estudo, a equipe usou duas espécies de fungos AM, Glomus versiforme e Rhizophagus irregularis, e os cultivou em três diferentes tipos de solo em simbiose com Brachypodium distachyon, uma espécie de grama relacionada ao trigo. Depois de deixar o fungo crescer com a grama por até 65 dias, os pesquisadores usaram o sequenciamento de genes para identificar bactérias que aderem às superfícies das hifas.

Duas espécies de cogumelos

A equipe encontrou uma consistência notável na composição das comunidades bacterianas das duas espécies de fungos. Essas comunidades eram semelhantes nos três tipos de solo, mas muito diferentes daquelas encontradas no solo longe dos filamentos.

A função dessas bactérias ainda não está clara, mas sua composição já levantou algumas possibilidades interessantes, disse Harrison.

"Prevemos que algumas dessas bactérias liberam íons de fósforo na vizinhança imediata dos filamentos, dando ao fungo a melhor chance de capturar esses íons", disse Harrison. "Aprender quais bactérias têm essa função pode ser fundamental para melhorar o processo de aquisição de fosfato de fungos para o benefício das plantas."

Desempenho da corrente

O grupo de Harrison está investigando os fatores que controlam quais bactérias se agrupam nos filamentos. Harrison acredita que os fungos AM podem secretar moléculas que atraem essas bactérias e, por sua vez, as comunidades bacterianas podem influenciar as moléculas que o fungo secreta.

Entre os microbiomas hifais estavam membros de Myxococcales e outros táxons que incluem "predadores bacterianos" que matam e comem outras bactérias explodindo-as e liberando seu conteúdo.

Esses predadores se movem deslizando ao longo das superfícies para que "filamentos de fungos possam servir como vias de alimentação linear", disse Emmett, que atualmente é um microbiologista pesquisador do Serviço de Pesquisa Agrícola do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos. O solo parece viajar ao longo de hifas de fungos no solo, e esses predadores podem tornar a viagem mais perigosa. '

Predadores em filamentos

Embora nem todos os membros desses táxons nos filamentos sejam predadores, o grupo de Harrison planeja investigar como e por que esses predadores potenciais se congregam ali. “É possível que as ações das bactérias predatórias tornem os nutrientes minerais disponíveis para todos no solo circundante, tanto predadores quanto fungos”, disse ele.

O trabalho de pesquisa foi apoiado pelo Departamento de Energia dos Estados Unidos.

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