Análise de bactérias isoladas do Cerrado e seus efeitos no cultivo da soja em presença de metal

Abstract

O clima tropical estacional e as características do relevo do Cerrado favoreceram o desenvolvimento agrícola da região. Nesse cenário, a soja se tornou uma das principais produções agrícolas dessa área. No entanto, os solos ácidos, típicos do Cerrado, dificultam a disponibilidade de nutrientes e intensificam a toxicidade do alumínio, o que prejudica o crescimento das plantas. A biorremediação mediada por microrganismos surge como alternativa sustentável para a resolução desse problema. Nesse estudo, bactérias isoladas do solo do Cerrado foram selecionadas quanto a capacidade de tolerar zinco, ferro, lítio e alumínio. De 20 isolados, apenas 7 cresceram na concentração de 4mM de todos os metais, sendo eles: Klebsiella michiganensis, Paraburkholderia sp., Leifsonia sp., Bacillus siamensis, e Acidobacteriota spp. (AB20, AB23 e AB60). Genomas relacionados aos 7 isolados foram analisados quanto à presença de genes de tolerância ao zinco e ferro. Os genomas sequenciados de K. michiganensis, Leifsonia sp. e B. siamensis também foram analisados quanto à presença dos genes de resistência ALUI1 e SmtA. Os resultados indicaram a presença de genes relacionados a bomba de efluxo, captação e homeostase do ferro e do zinco. O gene ALUI1 foi identificado em K. michiganensis e B. siamensis e o gene SmtA foi identificado em K. michiganensis. Nos estudos in vivo, os isolados K. michiganensis, Paraburkholderia sp., Leifsonia sp., B. siamensis, e Acidobacteriota sp. (AB23) foram inoculados em sementes de soja plantadas em solo do Cerrado. Os isolados AB23, Paraburkholderia sp. e K. michiganensis impediram a germinação da semente, enquanto os isolados Leifsonia sp. e B. siamensis, permitiram seu crescimento, mesmo que sem diferenças significativas entre o controle. A expressão dos genes SAM e PAL foi analisada entre a soja inoculada com Leifsonia sp., B. siamensis e o controle. A expressão do gene SAM não foi diferente entre os tratamentos e o controle. Por outro lado, o gene PAL foi mais expresso na soja inoculada com Leifsonia sp. Os resultados indicam um efeito negativo da bactéria na soja, quando exposta ao alumínio. Novos ensaios devem ser realizados para elucidar a possível relação entre o mecanismo bacteriano de detoxificação de alumínio e um produto final tóxico para espécies vegetais. Palavras-chave: alumínio; toxicidade; interação microrganismo-planta; bioinformática.