Bactérias do solo antecipam tuberização da batata

Pesquisadores da Universidade de Umeå, na Suécia, demonstraram a capacidade de duas bactérias do solo de atuar em conjunto sobre o desenvolvimento da batata. A associação entre Pseudomonas protegens CHA0 e Pseudomonas simiae WCS417 provocou respostas distintas em plantas de Solanum tuberosum. Em casa de vegetação, os tratamentos com as bactérias anteciparam sinais de formação de tubérculos e influenciaram características ligadas ao rendimento (DOI: 10.1093/jxb/erag237).

O trabalho avaliou as duas rizobactérias promotoras de crescimento em aplicações isoladas e combinadas. Os testes usaram as cultivares ‘Mandel’ e ‘Désirée’. O grupo buscou entender se a combinação das cepas poderia gerar efeitos complementares ou sinérgicos sobre crescimento, sinalização de tuberização e defesa vegetal.

Desenvolvimento radicular

As bactérias colonizaram raízes de batata em vinte e quatro horas após a inoculação. A microscopia confocal mostrou células bacterianas na superfície das raízes e em espaços intercelulares. Plantas inoculadas apresentaram maior desenvolvimento radicular em relação ao controle. Duas semanas após a inoculação, os tratamentos induziram maior proliferação de raízes laterais e formação inicial de estolões. O controle não apresentou essa fase no mesmo período.

As cepas também apresentaram características associadas à promoção de crescimento vegetal. Ambas produziram ácido indolacético, solubilizaram fosfato inorgânico e produziram cianeto de hidrogênio em ensaios laboratoriais. Pseudomonas simiae apresentou maior produção de ácido indolacético no período de cento e vinte horas e maior índice de solubilização de fosfato.

Análise metabolômica

A análise metabolômica indicou diferenças entre as culturas bacterianas isoladas e a cultura combinada. Os pesquisadores identificaram cento e oitenta e um metabólitos nas amostras. A combinação das cepas gerou padrões não aditivos em alguns compostos. Esse resultado sugere interação metabólica entre as bactérias durante o crescimento conjunto.

Nos sobrenadantes bacterianos, o estudo registrou aminoácidos, compostos fenólicos, intermediários do ciclo do ácido tricarboxílico, ácidos graxos, nucleotídeos, ácidos carboxílicos, açúcares e compostos relacionados à auxina. A cultura combinada apresentou elevação de metabólitos como xantina, ácido pipecólico, L-metionina, monofosfato cíclico de adenosina e dinucleotídeo de flavina e adenina. Ao mesmo tempo, reduziu intermediários do ciclo do ácido tricarboxílico, como ácido cítrico, ácido isocítrico, ácido α-cetoglutárico, ácido succínico e ácido fumárico.

Resposta das plantas

A resposta das plantas variou conforme a cultivar. ‘Désirée’ apresentou reação morfológica mais intensa aos tratamentos bacterianos do que ‘Mandel’. Por esse motivo, os pesquisadores escolheram ‘Désirée’ para as análises de expressão gênica.

A inoculação afetou genes ligados à tuberização e à defesa. O gene StSP6A, regulador de tuberização, teve forte indução em raízes duas semanas após a inoculação. O tratamento com Pseudomonas protegens elevou a expressão em 5,8 vezes. A aplicação combinada elevou a expressão em 5,6 vezes. O gene StBEL5 também apresentou aumento em raízes nas primeiras avaliações.

Os genes ligados à sinalização por ácido jasmônico também responderam aos tratamentos. AOC apresentou aumento em raízes duas semanas após a inoculação. MYC2 atingiu pico de expressão em raízes no mesmo período, com indução de 2,8 vezes sob Pseudomonas protegens e 2,4 vezes sob Pseudomonas simiae. O estudo também avaliou CalS12, ligado à sinalização por ácido salicílico, e ETR1, associado à resposta ao etileno.

Expressão nos tubérculos

Nos tubérculos, os tratamentos bacterianos elevaram a expressão de vários genes. O tratamento combinado provocou as respostas transcricionais mais fortes. StSP6A atingiu 2,4 vezes de expressão em seis semanas e 2,9 vezes na colheita final. AOC chegou a 2,1 vezes em seis semanas sob a inoculação dupla. CalS12 também atingiu 2,1 vezes nesse período.

Os pesquisadores avaliaram ainda teor de clorofila, altura de plantas e qualidade de minitubérculos. A qualidade incluiu amido, açúcares solúveis, gravidade específica e ácido ascórbico. O efeito do tratamento apareceu para teor de amido. A interação entre tratamento e cultivar ocorreu para amido e açúcar. As respostas, no entanto, variaram entre ‘Mandel’ e ‘Désirée’.

Segundo a professora Benedicte Riber Albrectsen, a próxima etapa envolve testar combinações naturais de bactérias benéficas em condições de campo. O objetivo consiste em verificar se os resultados obtidos em casa de vegetação podem ocorrer em sistemas agrícolas.