Diversidade funcional do gênero Nitrospirillum: caracterização de mecanismos associados à promoção de crescimento vegetal

Abstract

A sustentabilidade dos sistemas agrícolas tropicais demanda estratégias que reduzam a dependência de insumos sintéticos e aumentem a eficiência no uso de nutrientes. Neste contexto, bactérias promotoras de crescimento vegetal (BPCV) representam uma alternativa promissora, embora muitos gêneros com potencial agronômico permaneçam subexplorados. O gênero Nitrospirillum, reconhecido por sua capacidade de fixação biológica de nitrogênio (FBN), carece de estudos integrados que liguem sua diversidade genômica aos mecanismos funcionais de promoção de crescimento vegetal. Esta dissertação caracterizou a diversidade funcional de estirpes tipo de Nitrospirillum spp., integrando análises genômicas, ensaios bioquímicos e avaliações fisiológicas em plantas. No Capítulo I, dez estirpes foram analisadas quanto à presença de enzimas, vias metabólicas e capacidades funcionais associadas à promoção de crescimento, seguidas de validação fenotípica in vitro. As análises genômicas revelaram ausência de rotas canônicas completas para síntese de auxinas dependentes de triptofano, mas identificaram duas enzimas de finalização: a aldeído desidrogenase (EC 1.2.1.3), universal, que converte indol‐3‐acetaldeído em AIA; e a amidase (EC 3.5.1.4), amplamente distribuída, que hidrolisa intermediários amídicos, permitindo a síntese de ácido fenilacético (PAA), uma auxina não indólica. Todas as estirpes solubilizaram fosfato tricálcico (associado à produção de ácidos orgânicos), mas foram inativas frente a fosfatos de ferro e alumínio. A solubilização de zinco foi mais eficiente para o óxido de zinco (ZnO) do que para o fosfato de zinco (Zn3(PO4)2). A produção de sideróforos e a formação de biofilme variaram significativamente entre as estirpes, correlacionando-se com vias de biossíntese de aminoácidos e de poliaminas, respectivamente. A enzima ACC-desaminase esteve ausente em todas as estirpes. No Capítulo II, as estirpes foram avaliadas quanto à promoção de crescimento em plantas de milho (Zea mays L.) e braquiária (Urochloa sp. sin Brachiaria). As respostas à inoculação foram dependentes do estádio de desenvolvimento e da interação planta-bactéria. No bioensaio, não foram detectadas diferenças estatisticamente significativas, mas tendências numéricas indicaram que as estirpes BR 11142T

, BR 11163T

e BR 11828T

apresentaram os maiores incrementos relativos em comprimento radicular total. Em estádios mais avançados, observaram-se tendências de promoção de crescimento, com destaque para BR 11140T e BR 11145 no milho, especialmente em parâmetros associados a parte aérea. Na braquiária, as

estirpes BR 11865T

, BR 11828T

e BR 11164T apresentaram ganhos expressivos em biomassa radicular e índice de comprimento radicular por volume. Conclui-se que o gênero Nitrospirillum possui arquitetura metabólica singular, baseada na produção de auxinas alternativas (PAA) e na solubilização seletiva de nutrientes, aliadas à sua capacidade de fixação biológica de nitrogênio (FBN). A eficiência da inoculação é modulada pela especificidade estirpe-cultivar e pela disponibilidade de nitrogênio, posicionando o gênero como candidato a bioinsumos direcionados para gramíneas.