Estudo da microbiota bacteriana endofítica de cana-deaçúcar por métodos independentes de cultivo: diversidade, perfil taxonômico e predição de funções de interesse biotecnológico

Abstract

A comunidade bacteriana endofítica é descrita como aquela capaz de colonizar os tecidos internos das plantas sem causar aparente prejuízo, proporcionando a seus hospedeiros benefícios para o seu desenvolvimento e proteção contra patógenos. Alguns desses mecanismos permanecem pouco compreendidos, principalmente devido ao baixo número de células bacterianas endofíticas em comparação com a planta e dificuldades em acessar o conteúdo genético dessa comunidade. Na cana-de-açúcar os estudos sobre esta comunidade foram focados principalmente na identificação de microrganismos diazotróficos. De uma forma geral, trabalhos que visaram descrever esta comunidade foram baseados em metodologias que utilizavam o isolamento dos microrganismos por cultivo. Hoje é sabido que, devido à baixa profundidade e cobertura desta metodologia, pode limitar o acesso a estes microrganismos. A introdução de abordagens independentes de cultivos tem permitido uma análise mais ampla desta comunidade e contribuindo para a compreenção do papel ecológico destes microrganismos na endosfera de seus hospedeiros. O presente trabalho utilizou duas abordagens independentes de cultivo para acessar a comunidade bacteriana na cana-de-açúcar. A primeira foi desenvolvida uma metodologia de enriquecimento das células bacterianas endofíticas a partir dos tecidos de colmo de cana-de-açúcar. Esta abordagem foi baseada em um método de enriquecimento físico e não direcionado, que ajudou a contornar o alto nível de interferentes, como polissacarídeos, compostos fenólicos, nucleases e fibras. A segunda abordagem envolveu o uso do líquido do apoplasto de colmo da cana-de-açúcar. Este nicho tem sido descrito como o principal sítio de colonização pelos endófitos. A comunidade encontrada é rica e diversa, sendo formada por gêneros pertencentes ao grupo das Proteobacterias. Uma das principais Unidades Taxonômicas Operacionais (OTUs) observadas nas análises foram classificadas como sendo do gênero Sphingomonas. A diversidade deste gênero em cana-de-açúcar também foi avaliada neste estudo, e possivelmente há a presença de novas espécies. Foi possível detectar também a presença de bactérias promotoras de crescimento vegetal, diazotróficas e patógenos-antagonistas. Por meio de uma análise preditiva dos possíveis genes relacionados as principais OTUs detectadas foi possível encontrar genes de interesse biotecnológico, aplicáveis em diversas áreas, sendo os principais envolvidos à biorremediação e o melhoramento do cultivo vegetal. Dessa forma, o presente estudo traz informações relevantes ao entendimento da comunidade bacteriana endofítica de cana-de-açúcar e suas funções.