Trigo libera compostos capazes de frear a nitrificação

Pesquisadores da Universidade de Aarhus identificaram compostos liberados pelas raízes do trigo com potencial para inibir a nitrificação. O estudo aponta os benzoxazinoides como candidatos a agentes de inibição biológica da nitrificação, processo conhecido pela sigla BNI. Esses compostos reduziram a atividade de microrganismos nitrificantes em ensaios com Nitrosomonas europaea e apareceram em maior concentração em linhagens de trigo com característica BNI aprimorada.

A nitrificação converte amônio em nitrato por ação microbiana. Esse processo favorece perdas de nitrogênio por lixiviação e emissões de óxido nitroso. A inibição biológica da nitrificação busca manter mais nitrogênio no solo em formas aproveitáveis pelas plantas. A estratégia depende da liberação de compostos naturais pelas raízes.

O trabalho avaliou 18 benzoxazinoides por meio de um ensaio de bioluminescência com Nitrosomonas europaea. Sete compostos apresentaram forte atividade inibitória: MBOA, BOA, DIBOA, DIMBOA, APO, AAPO e HPMA. Os valores de concentração necessários para inibir cinquenta por cento da nitrificação variaram de oito a 47 micromolar.

Formas químicas

Os resultados diferenciam formas químicas com maior e menor efeito. MBOA e BOA, dois benzoxazolinones agliconas, apresentaram valores de oito e 13 micromolar. DIBOA e DIMBOA, dois ácidos hidroxâmicos agliconas, apresentaram valores de 11 e 20 micromolar. Formas glicosiladas tiveram baixa atividade ou ausência de efeito inibitório relevante.

A equipe também comparou três genótipos de Triticum aestivum: a linhagem parental Roelfs F2007 e duas linhagens Roelfs BNI. Essas duas linhagens carregam um fragmento cromossômico de Leymus racemosus, gramínea silvestre associada ao aumento da característica BNI. As plantas cresceram em sistema hidropônico por três semanas.

As linhagens Roelfs BNI1 e Roelfs BNI2 liberaram mais benzoxazinoides ativos do que a linhagem parental. Seus exsudatos radiculares apresentaram inibição até duas vezes maior em comparação com Roelfs F2007. O resultado acompanhou a maior concentração desses compostos nos exsudatos.

Nos exsudatos processados por evaporação rotativa e coletados em meio com 0,5 milimolar de sulfato de amônio, Roelfs BNI1 atingiu 89,2 por cento de inibição contra bactérias oxidantes de amônia. Roelfs BNI2 atingiu 72,7 por cento. A linhagem parental chegou a 36 por cento. Em ensaio com a arqueia oxidante de amônia Candidatus Nitrosocosmicus franklandianus, Roelfs BNI1 apresentou 29,5 por cento, Roelfs BNI2 apresentou 20 por cento e Roelfs F2007 apresentou 3,7 por cento.

Análise química

A análise química quantificou nove benzoxazinoides nos exsudatos radiculares: BOA, DIBOA, DIMBOA, DIMBOA-Glc, HBOA, HBOA-Glc, HMBOA, HMBOA-Glc e MBOA. O DIMBOA apareceu como o composto mais abundante nos exsudatos coletados em sulfato de amônio, com valores entre 89 e 252 microgramas por grama de massa seca de raiz por dia. HMBOA variou entre seis e 14 microgramas por grama de massa seca de raiz por dia. MBOA variou entre cinco e sete microgramas por grama de massa seca de raiz por dia.

As linhagens Roelfs BNI1 e Roelfs BNI2 exsudaram DIMBOA em quantidade duas vezes maior do que a linhagem parental no meio com sulfato de amônio. No tecido radicular, os pesquisadores quantificaram 15 benzoxazinoides. DIMBOA e DIMBOA-Glc figuraram entre os compostos mais abundantes.

Coleta e preparo

O estudo também mostra a importância do método de coleta e preparo dos exsudatos. A acidificação e a presença de sais interferiram nos resultados dos bioensaios. Sem ajuste de pH, os padrões de inibição ficaram inconsistentes. Após ajuste para pH 6,5, a diferença entre as linhagens BNI e a linhagem parental superou três vezes.

Os pesquisadores destacam uma diferença agronômica entre a inibição biológica e os inibidores sintéticos. Inibidores sintéticos entram no sistema em doses concentradas. Compostos produzidos pela planta chegam à rizosfera de forma gradual e local. Essa dinâmica pode reduzir efeitos não alvo sobre comunidades microbianas, embora o projeto CropSustain ainda avalie impactos sobre microbiomas do solo e organismos não alvo.

O estudo posiciona os benzoxazinoides como candidatos para programas de melhoramento voltados à eficiência de uso de nitrogênio em trigo. A identificação das vias biossintéticas envolvidas pode apoiar a seleção de cultivares com maior capacidade de exsudar compostos inibidores da nitrificação.

Outras informações em DOI:10.1016/j.plaphy.2026.111303