Engenharia do microbioma vegetal para proteger as culturas contra as doenças
A alteração do microbioma das plantas pode ajudar a proteger as culturas contra as doenças e a reduzir a dependência de pesticidas nocivos para o ambiente.
Ouvimos falar muito do nosso microbioma, a pletora de microrganismos que vivem dentro e à volta do nosso corpo, especialmente nos nossos intestinos. Mas não ouvimos falar muito dos microbiomas das plantas.
As plantas também albergam uma grande variedade de bactérias, fungos, vírus e outros microrganismos que habitam as suas raízes, caules e folhas e, pela primeira vez, os cientistas criaram o microbioma das plantas para aumentar a abundância de bactérias "boas" que as protegem das doenças e reduzem significativamente a necessidade de pesticidas prejudiciais ao ambiente.
O arroz em destaque
Investigadores da Universidade de Southampton, juntamente com equipas da China e da Áustria, têm vindo a estudar o microbioma da planta do arroz para compreender como este afeta a saúde da planta e a sua vulnerabilidade às doenças.
Descobriram que um gene específico localizado no cluster de biossíntese de lignina da planta está envolvido na formação do seu microbioma. Quando desativado, verificou-se uma diminuição da população de certas bactérias benéficas, demonstrando a sua importância na comunidade do microbioma.
Em seguida, os investigadores sobre-expressaram o gene para que produzisse mais de um tipo específico de metabolito, o que aumentou a proporção de bactérias benéficas no microbioma da planta. Quando expostas à Xanthomonas oryzae, um agente patogénico que causa o míldio bacteriano nas culturas de arroz, as plantas modificadas foram consideravelmente mais resistentes do que o arroz de tipo selvagem.
"Pela primeira vez, conseguimos alterar a composição do microbioma de uma planta de uma forma direcionada, aumentando o número de bactérias benéficas que podem proteger a planta de outras bactérias nocivas", afirma o Dr. Tomislav Cernava, coautor do artigo e Professor Associado em Interacções Planta-Micróbio na Universidade de Southampton.
A praga bacteriana pode levar a uma perda significativa da produção de arroz, especialmente na Ásia. Normalmente, é controlada com pesticidas, pelo que o desenvolvimento de uma cultura com um microbioma protetor poderia diminuir a dependência dos pesticidas e, ao mesmo tempo, aumentar a segurança alimentar.
"Esta descoberta pode reduzir a dependência dos pesticidas, que são prejudiciais para o ambiente", afirma Cenava. "Conseguimos isto nas culturas de arroz, mas a estrutura que criámos pode ser aplicada a outras plantas e abrir outras oportunidades para melhorar o seu microbioma. Por exemplo, os micróbios que aumentam o fornecimento de nutrientes às culturas poderiam reduzir a necessidade de fertilizantes sintéticos".
A equipa, que publicou as suas descobertas na revista Nature Communications, está agora a explorar a forma como pode influenciar a presença de outros micróbios benéficos para desbloquear vários benefícios para a saúde das plantas.