Multifuncionalidade na interação da bactéria endofítica Bacillus velezensis BIB0110 com cana-de-açúcar (Saccharum spp.)

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Carvalho, Isabela de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Beneficial microorganisms; Biocontrol; Biocontrole; Bioinputs; Bioinsumos; Cana-de-açúcar; Microrganismos benéficos; Sugarcane
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11138/tde-06112025-170048/

O mercado de bioinsumos tem ganhado força no campo por agregar às culturas tecnologias verdes de alta eficiência, de menor custo e toxicidade ambiental, sendo avaliado entre US$ 13 e 15 bilhões em 2023, com uma previsão de crescimento anual entre 13% e 14%, alcançando US$ 45 bilhões até 2032. Nesse cenário, os microrganismos benéficos ganham destaque na formulação de bioprodutos. Ao estabelecerem relação mutualística ou benéfica com o vegetal, esses microrganismos desempenham diversas funções vantajosas, como a proteção de plantas contra ataques de patógenos e promoção de crescimento por meio de diferentes recursos. O Bacillus velezensis linhagem BIB 0110, bactéria endofítica previamente isolada do eucalipto, é forte candidata como ingrediente ativo de formulações comerciais de inoculante, especialmente para culturas de grande valor econômico agregado, como a cana-de-açúcar. Na safra de 2023/2024, a gramínea contou com 713,2 milhões de toneladas de vegetal, porém ainda enfrenta desafios como o elevado custo dos insumos agrícolas tradicionais e ameaças fitossanitárias. Neste trabalho, buscou-se o entendimento detalhado dos mecanismos multifuncionais dessa bactéria endofítica, por meio de sua exploração in silico, in vitro e in vivo. Através da inoculação de BIB0110 em plântulas de cana-de-açúcar, micropropagadas, a dose de 1 x 108 UFC/ vaso se mostrou a mais eficiente, com um aumento percentual significativo de 65,6% na massa seca foliar, 85,7% na massa seca radicular e 46,6% na altura em relação ao controle. Ainda, para as mudas pré-brotadas, a mesma dose levou ao incremento significativo de 47,8% na massa seca foliar e 29,5% na altura em relação ao controle. Nos tecidos vegetais inoculados com o mutante foi verificada a presença do BIB0110::pNKGFP, 30 dias após inoculação, de modo que foi confirmada a capacidade de colonização cruzada dessa linhagem. Adicionalmente, nos testes de antagonismo in vitro entre B. velezensis BIB0110 e o fitopatógeno C. falcatum, foi observada inibição do crescimento micelial em até 67%. Quanto à indução de resistência sistêmica (IRS), a inoculação bacteriana em cana-de-açúcar foi capaz de desencadear esse processo, comprovado pelo aumento médio na concentração das enzimas peroxidase, catalase, fenilalanina amônia-liase e β-1,3 glucanase na porção foliar, de modo análogo ao controle positivo Acibenzolar-S-Metil (ASM). Na presença de C. falcatum em cana-de-açúcar, os efeitos da IRS a partir da aplicação de BIB0110 e ASM também foram observados, uma vez que os parâmetros de crescimento vegetal na presença dos indutores se mostraram melhores em relação ao controle. Finamente, o draft genômico bacteriano obtido anteriormente possibilitou a mineração de genes de interesse agronômico, como os responsáveis pela produção de fitormônios, sideróforos, antibióticos, fixação de nitrogênio e solubilização de fosfato. O desempenho da cana-de-açúcar tratada com BIB0110 reflete, de forma clara, esse valioso arsenal genético. As informações obtidas neste trabalho permitem, portanto, o acesso à multifuncionalidade do BIB0110 e auxiliam em sua bioprospecção para a formulação de novos bioprodutos.