Ferramenta biológica para melhoria das culturas

Neste material você vai conhecer um pouco mais sobre:

• O mecanismo de ação por competição
• Como as bactérias do gênero Bacillus competem contra os patógenos

Este conteúdo faz parte do curso  Bacillus: Uma ferramenta biológica para melhoria das culturas 

Para fins de biocontrole, a competição ocorre quando o antagonista compete diretamente com os patógenos por recursos relacionados ao nicho e/ou aos nutrientes. 

Velocidade de crescimento

O sucesso desse mecanismo é influenciado pela maior velocidade de crescimento do Bacillus spp. em relação ao patógeno, quando ambos estão associados ao mesmo tecido da planta hospedeira. Na competição por espaço, o antagonista cresce mais rapidamente sobre o tecido da planta, evitando deixar espaço para uma posterior colonização pelos patógenos.

Competição por nutrientes

Na competição por nutrientes, os antagonistas absorvem os nutrientes mais rapidamente que os patógenos e impedem a germinação de esporos patogênicos nos tecidos da planta, ou impedem o desenvolvimento do patógeno. A competição por elementos, como ferro, cobre, zinco, manganês etc., também ocorre nos solos. Espécies de Bacillus têm alta capacidade de competição no solo em que colonizam o sistema radicular das plantas desde o início de seu desenvolvimento, promovendo proteção e sanidade das raízes no momento primordial para o sucesso do estabelecimento da cultura. As bactérias nutrem-se a partir de exsudados radiculares excretados pelas plantas e formam um biofilme protetor ao redor da raiz. 

Competição pelo habitat

Os microrganismos que habitam as raízes competem por locais adequados nas superfícies radiculares. Por exemplo, o ferro é um elemento essencial de crescimento para todos os organismos vivos e a escassez de sua forma biodisponível nos habitats do solo resulta em uma competição acirrada (LOPER; HENKELS, 1997). Os sideróforos, compostos de baixo peso molecular com alta afinidade com ferro, são produzidos por alguns microrganismos (e também pela maioria dos agentes de biocontrole) para solubilizar e adquirir competitivamente o íon férrico sob condições limitantes de ferro, tornando o ferro indisponível para outros microrganismos do solo, que não podem crescer por indisponibilidade de ferro (HAAS; DÉFAGO, 2005).

Produção de sideróforos

Tem sido relatada em estudos a capacidade de produção dos sideróforos por várias espécies de Bacillus. B. subtilis - CAS15 foi capaz de produzir os sideróforos catecol e bacilibactina, e este mesmo isolado foi capaz de controlar em até 57% a murcha de Fusarium em pepino (YU et al., 2011). O isolado de B. amyloliquefaciens - FZB42 é capaz de produzir o sideróforo bacilibactina em condições de restrição de ferro (CHOWDHURY et al., 2015), além disso, este mesmo isolado é capaz de produzir outro sideróforo, o amilociclina, que pode ter a função de competir com outras bactérias relacionadas com os Bacillus na rizosfera das plantas (SCHOLZ et al., 2014). Estirpes das espécies de B. niabensis, B. subtilis, B. mojavensis são capazes de produzir os sideróforos catecol e salicinato (KESAULYA; HASINU; TUHUMURY, 2018).

Referências

CHOWDHURY, S. P.; HARTMANN, A; GAO, X.; BORRISS, R. Biocontrol mechanism by root-associated B. amyloliquefaciens FZB42. Front. Microbiol., v. 6, p. 780, 2015.

KESAULYA, H.; HASINU, J. V.; TUHUMURY, G. N. C. Potential of Bacillus spp produces siderophores in suppressing the wilt disease of banana plants IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science, v. 102, 2018.

SCHOLZ, R.; MOLOHON, K. J.; NACHTIGALL, J.; VACTER, J.; MARKLEY, A. L.; SÜSSUTH, R. D.; et al. Plantazolicin, a novel microcin B17/Streptolysin S-like natural product from Bacillus amyloliquefaciens FZB42. J. Bacteriol., v. 193, n. 1, p. 215-224, 2011.

YU, X.; AI, C.; XIN, L.; ZHOU, G. The siderophore-producing bacterium, Bacillus subtilis CAS15, has a biocontrol effect on Fusarium wilt and promotes the growth of pepper. European Journal of Soil Biology, v. 4.