A rizosfera, o espaço localizado nas proximidades das raízes das plantas, é uma nicho ecológico caracterizado pela presença de numerosos microrganismos. O conjunto desses microrganismos forma o microbiota, cuja atividade é indispensável para a nutrição das plantas e sua resistência a doenças.
A cepa AgN23 produz metabólitos especializados, chamados galbonolídeos, que inibem a atividade da IPC sintase (IPCS), uma enzima envolvida no metabolismo de esfingolipídeos (ceramidas). A alteração do metabolismo das ceramidas leva à estimulação das respostas imunológicas, incluindo a produção de metabólitos antimicrobianos como a camalexina na planta modelo Arabidopsis thaliana. O acúmulo de camalexina na rizosfera favorece, por sua vez, o desenvolvimento de AgN23, reforçando assim sua atividade biológica.
© Dumas, 2024
A estruturação desse microbiota é garantida por mecanismos de comunicação complexos, principalmente bioquímicos, entre as plantas e os microrganismos por um lado, e entre os próprios microrganismos por outro. A decifração desses mecanismos é uma questão crucial para construir e gerenciar racionalmente o microbiota vegetal, especialmente para as plantas cultivadas.
Em trabalhos anteriores, os cientistas identificaram uma cepa bacteriana, AgN23, capaz de induzir fortes respostas imunológicas nas plantas, protegendo-as da invasão de microrganismos patogênicos.
No artigo publicado na revista The ISME Journal, os cientistas estudaram o modo de ação dessa cepa. Eles descobriram que ela produzia uma classe particular de compostos, chamados galbonolídeos.
O papel dos galbonolídeos foi estudado por abordagens de genética molecular e bioquímica, levando à conclusão de que essas moléculas, ao interferirem com o metabolismo dos esfingolipídeos, induzem a produção, pelas raízes, de moléculas de defesa antimicrobiana. De maneira mais inesperada, esses estudos revelaram que o desenvolvimento de AgN23 ao redor das raízes é estimulado pela produção desses compostos vegetais, reforçando assim o papel protetor da bactéria.
Esses trabalhos permitiram, portanto, identificar que bactérias produzem compostos que manipulam o sistema imunológico das plantas a fim de favorecer seu desenvolvimento na rizosfera. Esses estudos contribuirão, a longo prazo, para o design racional de consórcios microbianos voltados para a saúde das plantas.
Referência:
Cepa associada às raízes Streptomyces produz galbonolídeos para modular a imunidade das plantas e promover a colonização da rizosfera.
Nicolle, C., Gayrard, D., Noël, A., Hortala, M., Amiel, A., Grat-Simeone, S., Le Ru, A., Marti, G., Pernodet, J-L., Lautru, S., Dumas, B. e Rey, T. (2024).
19 de junho de 2024, The ISME Journal, DOI: https://doi.org/10.1093/ismejo/wrae112