Endófito de trigo mostra ação antifúngica em plântulas

Um endófito bacteriano isolado de sementes de trigo apresentou capacidade de colonizar tecidos de raízes e parte aérea durante o estabelecimento inicial das plântulas. O isolado, denominado JunSE1L, pertence à espécie Bacillus atrophaeus. Em ensaios laboratoriais nos Estados Unidos, ele também inibiu o crescimento de Fusarium proliferatum e Mucor hiemalis, dois fungos usados como alvos no estudo.

A pesquisa avaliou sementes de trigo de inverno, cultivar Juniper. Os cientistas esterilizaram a superfície das sementes com peróxido de hidrogênio a dez por cento. Depois, incubaram o material em meio LB com dois por cento de ágar, a 22 graus Celsius. Colônias brancas surgiram em 44 de 55 sementes, proporção próxima de 80 por cento.

A equipe purificou dois tipos de colônias. O trabalho concentrou a análise na forma maior e rugosa, chamada JunSE1L. A identificação por sequenciamento do gene 16S rRNA confirmou 100 por cento de identidade com Bacillus atrophaeus.

Diferentes compartimentos

O isolado apareceu em diferentes compartimentos da planta após seis dias de crescimento em areia esterilizada. Os pesquisadores recuperaram colônias no solo aderido às raízes, na superfície radicular, em segmentos de raiz e em tecidos de folhas e brotos. A emergência ocorreu com maior frequência nas bordas cortadas dos tecidos. Essa observação indicou mobilização do endófito a partir da semente durante a germinação.

JunSE1L exibiu forte plasticidade conforme o meio de cultivo. Em meio LB, formou colônias compactas, rugosas e hidrofóbicas. Gotas de água permaneceram quase esféricas na superfície da colônia por cerca de uma hora e meia a duas horas. Em meio mínimo, as colônias se espalharam mais, ficaram menos hidrofóbicas e absorveram a gota em cerca de dez minutos.

Formação de esporos

O comportamento também mudou na formação de esporos. Em meio mínimo, os esporos apareceram dentro das células-mãe no quinto dia. Esporos livres surgiram no sétimo dia. Em LB, a esporulação demorou mais e apareceu apenas após 15 dias.

A bactéria formou biofilme em meio rico. Em culturas líquidas estáticas com LB, JunSE1L produziu uma película espessa na interface ar-líquido em 48 horas. Em meio mínimo, nas mesmas condições, não houve película visível. Esse resultado apontou influência direta da disponibilidade de nutrientes sobre o estilo de vida associado a superfícies.

O isolado produziu compostos com atividade de superfície. Durante o crescimento em meio mínimo líquido, a tensão superficial do filtrado caiu de 72,2 para cerca de 30 milinewtons por metro. A queda ocorreu durante a fase exponencial tardia de crescimento. A concentração micelar crítica estimada para a fração precipitada em pH dois alcançou cerca de 0,125 miligrama por mililitro.

Atividades extracelulares

JunSE1L também apresentou atividades extracelulares associadas à competição microbiana. As colônias formaram halos de hemólise em ágar sangue após três dias. Em ágar com leite desnatado, formaram zonas de hidrólise de caseína, sinal de secreção de proteases. O isolado não apresentou solubilização detectável de fosfato em ágar Pikovskaya. Também não indicou fixação de nitrogênio em meio sem nitrogênio.

Nos ensaios antifúngicos com células vivas, uma suspensão bacteriana de dez microlitros gerou zonas de inibição contra os dois fungos. O halo médio alcançou 3,0 centímetros para Mucor hiemalis e 2,0 centímetros para Fusarium proliferatum. Os tratamentos-controle com água destilada estéril não inibiram o crescimento fúngico.

O sobrenadante livre de células manteve atividade apenas contra Mucor hiemalis nas condições testadas. Discos de papel-filtro embebidos no sobrenadante produziram halo médio de 1,5 centímetro contra esse fungo. O mesmo sobrenadante não gerou inibição detectável contra Fusarium proliferatum. Os cientistas afirmam no estudo: o efeito dependeu do formato do ensaio e da espécie fúngica. Não houve definição do mecanismo bioquímico envolvido.

Superfície de sementes

A aplicação de JunSE1L na superfície de sementes também mostrou dependência da dose. Concentrações de 10⁴ e 10⁵ unidades formadoras de colônia por mililitro resultaram em pouca ou nenhuma recuperação da bactéria na semente. A concentração de 10⁸ unidades formadoras de colônia por mililitro permitiu recuperar cerca de 10⁵ unidades formadoras de colônia por semente. Em 10⁶ unidades formadoras de colônia por mililitro, a recuperação ficou próxima de 10² unidades formadoras de colônia por semente.

As sementes apresentaram emissão de radícula em todas as doses testadas. Porém, os cientistas não mediram comprimento de raiz, altura de parte aérea nem biomassa seca. Por isso, o estudo não confirmou efeito do isolado sobre vigor de plântulas. Os resultados apontam potencial de JunSE1L como modelo para estudar endófitos nativos de sementes de trigo e sua contribuição para montagem inicial do microbioma vegetal.

Mais informações em doi.org/10.3390/seeds5030030