Microrganismos ampliam absorção de nitrogênio

Pesquisadores identificaram microrganismos capazes de ampliar o crescimento radicular e a absorção de nitrogênio em plantas. Os resultados apontam para novas estratégias de manejo nutricional, com potencial de reduzir a dependência de fertilizantes nitrogenados. O avanço decorre de estudos conduzidos pela Universidade Técnica de Munique e por um consórcio internacional, com experimentos em condições de campo e análises genéticas em larga escala.

A descoberta central envolve bactérias do gênero Sphingopyxis. Ensaios iniciais com canola indicam que esses microrganismos estimulam o desenvolvimento do sistema radicular, mesmo em solos com oferta limitada de nitrogênio. O efeito se traduz em maior capacidade de absorção do nutriente pelas plantas, sem associação com fixação biológica clássica do nitrogênio atmosférico.

Os pesquisadores analisaram a interação planta-microrganismo em níveis genético, metabólico e fisiológico. A abordagem integrou dados de genoma, transcriptoma de raízes e microbioma da rizosfera. O conjunto envolveu mais de mil amostras pareadas, coletadas em dois ambientes agrícolas contrastantes. O foco recaiu sobre a canola.

Absorção de nitrogênio

Os resultados mostram que cerca de 45% da variação natural na absorção de nitrogênio pode ser explicada pela combinação entre genética da planta hospedeira e características do microbioma associado às raízes. O dado reforça a noção de que a planta atua de forma ativa na modulação da comunidade microbiana do solo, ajustando-a às suas demandas nutricionais ao longo do ciclo.

A análise identificou 203 variantes bacterianas fortemente influenciadas pelo genótipo da planta. Muitas dessas variantes apresentam associação direta com níveis de nitrogênio nos tecidos. Entre elas, Sphingopyxis destacou-se pela recorrência e pela intensidade da interação com genes relacionados ao metabolismo de carbono e nitrogênio.

Experimentos de inoculação confirmaram o papel funcional dessas bactérias. Plantas tratadas com isolados de Sphingopyxis apresentaram maior densidade de raízes laterais. O efeito ocorreu tanto sob condições adequadas quanto sob restrição de nitrogênio. O aumento da área radicular ampliou o contato com o solo e favoreceu a absorção do nutriente disponível.

Ação indireta

Os dados indicam que o mecanismo não envolve a fixação direta de nitrogênio atmosférico. Testes em meio sem nitrogênio confirmaram a incapacidade da bactéria de crescer nessas condições. A ação ocorre de forma indireta, por meio da modulação do desenvolvimento radicular e do metabolismo hormonal da planta.

Análises metabolômicas e ensaios laboratoriais mostraram que Sphingopyxis produz compostos associados à biossíntese de auxinas. Esses hormônios regulam a formação de raízes laterais e o alongamento celular. A maior ramificação radicular observada nos experimentos se alinha a esse mecanismo fisiológico.

Consórcios microbianos

O estudo também avaliou a interação da bactéria com consórcios microbianos. Mesmo quando aplicada em conjunto com outras espécies da rizosfera, Sphingopyxis manteve o efeito positivo sobre biomassa aérea, massa radicular e acúmulo de nitrogênio. O resultado sugere compatibilidade com comunidades naturais do solo agrícola.

Outro ponto relevante envolve o controle genético exercido pela planta sobre a colonização bacteriana. Genes específicos da canola mostraram relação direta com a presença e a atividade de Sphingopyxis nas raízes. Em plantas com mutações nesses genes, o efeito positivo da inoculação desapareceu. O achado reforça a ideia de corregulação entre planta e microrganismo.

Os pesquisadores trabalham agora no desenvolvimento de misturas probióticas para plantas. A proposta envolve a combinação de diferentes microrganismos benéficos, capazes de atuar de forma complementar na absorção e na utilização de nutrientes. A estratégia inclui a seleção de genótipos vegetais com maior capacidade de recrutar microbiomas eficientes.

Mais informações em doi.org/10.1038/s41477-025-02210-7