Avaliação do potencial de consórcios microbianos constituídos em laboratório na mitigação do estresse hídrico em cana-de-açúcar (Saccharum officinarum)

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Vásquez Valencia, Randy Giovanni
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11138/tde-03022026-154735/
Resumo: A produtividade agrícola global enfrenta desafios crescentes diante das mudanças climáticas, que intensificam a ocorrência de estresses abióticos como temperaturas extremas, salinidade e déficit hídrico. A escassez de água no solo compromete diretamente processos fisiológicos fundamentais das plantas, resultando em perdas significativas de produtividade. O uso de ferramentas biológicas, como a inoculação de rizobactérias promotoras do crescimento vegetal, tem ganhado relevância pela sua capacidade de induzir tolerância ao estresse hídrico e melhorar a resiliência das plantas. Essas estratégias representam alternativas promissoras para garantir a produtividade em ambientes agrícolas cada vez mais limitados pelos recursos hídricos. Neste estudo, avaliou-se o impacto da inoculação de consórcios bacterianos sobre a cana-de-açúcar (Saccharum< spp.) cultivada sob dois níveis de umidade do solo (30% e 60% da capacidade de campo). Foram testados dois consórcios microbianos, C_Br e C_Gt, formulados com base na caracterização funcional de 18 isolados bacterianos, considerando a produção de AIA, ACC desaminase, EPS e antagonismo. Os resultados indicaram variações significativas no desempenho agronômico e bioquímico das plantas em função do inóculo aplicado. O consórcio C_Gt promoveu o maior acúmulo de biomassa seca (124 g), em relação ao controle (103 g), além de se destacar com o maior diâmetro e número de perfilhos por colmo, enquanto o consórcio C_Br apresentou o maior valor médio de altura de planta. A análise bioquímica do tecido foliar evidenciou que, sob estresse hídrico, o controle apresentou maior acúmulo de prolina (0,808 µmol g-1 p.f.), em comparação com os tratamentos C_Br e C_Gt (0,627 e 0,623 µmol g-1 p.f., respectivamente), o que sugere um possível efeito atenuante dos consórcios sobre o estresse percebido pela planta.A análise de sequenciamento do microbioma rizosférico (16S rRNA e ITS) revelou que os consórcios modularam a estrutura da comunidade bacteriana e influenciaram as interações ecológicas no solo. Na análise de coocorrência, o consórcio C_Br, sob condição de estresse hídrico, apresentou o maior grau médio e o maior número de conexões entre todos os tratamentos sob déficit hídrico, indicando que as interações entre os membros da comunidade são mais intensas, possivelmente como um mecanismo para compensar condições adversas por meio de relações de cooperação e suporte funcional. Sob condição hídrica favorável, observou-se um aumento no número de nós na rede (de 364 para 378), além da elevação da proporção de conexões positivas de 48,73% para 66,54%. Esses resultados indicam uma transição para uma rede microbiana mais cooperativa, refletindo uma restauração funcional do microbioma, o que também sugere uma recuperação mais eficiente e rápida da planta em condições de maior disponibilidade hídrica.
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spelling Avaliação do potencial de consórcios microbianos constituídos em laboratório na mitigação do estresse hídrico em cana-de-açúcar (Saccharum officinarum)Evaluation of the potential of laboratory-assembled microbial consortia for mitigating drought stress in sugarcane (Saccharum officinarum)Amplicon sequencingCoccurrence networkConsórcios microbianosDéficit hídricoMicrobial consortiaPlant growth promotionPromoção de crescimento vegetalRede de concorrênciaSequenciamento ampliconWater deficitA produtividade agrícola global enfrenta desafios crescentes diante das mudanças climáticas, que intensificam a ocorrência de estresses abióticos como temperaturas extremas, salinidade e déficit hídrico. A escassez de água no solo compromete diretamente processos fisiológicos fundamentais das plantas, resultando em perdas significativas de produtividade. O uso de ferramentas biológicas, como a inoculação de rizobactérias promotoras do crescimento vegetal, tem ganhado relevância pela sua capacidade de induzir tolerância ao estresse hídrico e melhorar a resiliência das plantas. Essas estratégias representam alternativas promissoras para garantir a produtividade em ambientes agrícolas cada vez mais limitados pelos recursos hídricos. Neste estudo, avaliou-se o impacto da inoculação de consórcios bacterianos sobre a cana-de-açúcar (Saccharum< spp.) cultivada sob dois níveis de umidade do solo (30% e 60% da capacidade de campo). Foram testados dois consórcios microbianos, C_Br e C_Gt, formulados com base na caracterização funcional de 18 isolados bacterianos, considerando a produção de AIA, ACC desaminase, EPS e antagonismo. Os resultados indicaram variações significativas no desempenho agronômico e bioquímico das plantas em função do inóculo aplicado. O consórcio C_Gt promoveu o maior acúmulo de biomassa seca (124 g), em relação ao controle (103 g), além de se destacar com o maior diâmetro e número de perfilhos por colmo, enquanto o consórcio C_Br apresentou o maior valor médio de altura de planta. A análise bioquímica do tecido foliar evidenciou que, sob estresse hídrico, o controle apresentou maior acúmulo de prolina (0,808 µmol g-1 p.f.), em comparação com os tratamentos C_Br e C_Gt (0,627 e 0,623 µmol g-1 p.f., respectivamente), o que sugere um possível efeito atenuante dos consórcios sobre o estresse percebido pela planta.A análise de sequenciamento do microbioma rizosférico (16S rRNA e ITS) revelou que os consórcios modularam a estrutura da comunidade bacteriana e influenciaram as interações ecológicas no solo. Na análise de coocorrência, o consórcio C_Br, sob condição de estresse hídrico, apresentou o maior grau médio e o maior número de conexões entre todos os tratamentos sob déficit hídrico, indicando que as interações entre os membros da comunidade são mais intensas, possivelmente como um mecanismo para compensar condições adversas por meio de relações de cooperação e suporte funcional. Sob condição hídrica favorável, observou-se um aumento no número de nós na rede (de 364 para 378), além da elevação da proporção de conexões positivas de 48,73% para 66,54%. Esses resultados indicam uma transição para uma rede microbiana mais cooperativa, refletindo uma restauração funcional do microbioma, o que também sugere uma recuperação mais eficiente e rápida da planta em condições de maior disponibilidade hídrica.Global agricultural productivity faces increasing challenges due to climate change, which intensifies the occurrence of abiotic stresses such as extreme temperatures, salinity, and water deficit. The scarcity of water in the soil directly compromises key physiological processes in plants, resulting in significant productivity losses. The use of biological tools, such as the inoculation of plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR), has gained relevance for its ability to induce drought tolerance and enhance plant resilience. These strategies represent promising alternatives for ensuring productivity in agricultural environments increasingly constrained by limited water resources. In this study, the impact of bacterial consortium inoculation on sugarcane (Saccharum spp.) grown under two soil moisture levels (30% and 60% of field capacity) was evaluated. Two microbial consortia, C_Br and C_Gt, were tested. These were formulated based on the functional characterization of 18 bacterial isolates, considering indole-3-acetic acid (IAA) production, ACC deaminase activity, exopolysaccharide (EPS) production, and antagonism. The results indicated significant variations in the agronomic and biochemical performance of the plants depending on the inoculum applied. The C_Gt consortium promoted the highest accumulation of dry biomass (124 g) compared to the control (103 g), in addition to showing the greatest stem diameter and number of tillers per stalk, while the C_Br consortium exhibited the highest average plant height. Biochemical analysis of leaf tissue revealed that under water stress, the control treatment showed higher proline accumulation (0.808 µmol g-1 fresh weight), compared to the C_Br and C_Gt treatments (0.627 and 0.623 µmol g-1, respectively), suggesting a possible mitigating effect of the consortia on the stress perceived by the plant. Sequencing analysis of the rhizosphere microbiome (16S rRNA and ITS) revealed that the consortia modulated the structure of the bacterial community and influenced ecological interactions in the soil. In the co-occurrence analysis, the C_Br consortium under drought conditions showed the highest average degree and the greatest number of connections among all treatments under water deficit, indicating more intense interactions among community memberspossibly as a mechanism to compensate for adverse conditions through cooperative relationships and functional support. Under favorable moisture conditions, there was an increase in the number of network nodes (from 364 to 378), along with a rise in the proportion of positive connections from 48.73% to 66.54%. These results indicate a shift toward a more cooperative microbial network, reflecting a functional restoration of the microbiome, which also suggests a faster and more effective recovery of the plant under greater water availability.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPBasso, Thiago OlittaVásquez Valencia, Randy Giovanni 2025-07-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11138/tde-03022026-154735/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2026-02-04T20:04:02Zoai:teses.usp.br:tde-03022026-154735Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212026-02-04T20:04:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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