Antibiose de Gluconacetobacter diazotrophicus contra bactérias diazotróficas e fitopatogênicas de cana-de-açúcar e caracterização molecular de genes envolvidos na síntese de substâncias antagônicas

Abstract

A utilização de microrganismos endofíticos em inoculantes de cana-de-açúcar, pode, além de ajudar a diminuir a necessidade de aplicação de fertilizantes químicos nitrogenados, atuar no controle biológico de fitopatógenos na cultura. Além disso, torna-se necessário o estudo de antagonismo entre as estirpes que compõem o inoculante para elucidar suas interações no inoculante a fim de contribuir com todo o potencial biotecnológico. A partir disso, o antagonismo in vitro da estirpe PAL5T de G. diazotrophicus foi avaliada contra as bactérias que compõem o inoculante de cana-de-açúcar desenvolvido pela Embrapa (Azospirillum amazonense, Herbaspirillum seropedicae, Herbaspirillum rubrisubalbicans e Burkholderia tropica), como também contra a bactéria Xanthomonas albilineans, agente etiológico da escaldadura das folhas. A metodologia empregada foi a de antibiose por dupla camada, em que a estirpe PAL5T foi inoculada em pontos equidistantes seguido da adição de uma sobrecamada contendo meio fundente e a cultura líquida da bactéria a ser inibida. Agentes indutores da síntese de substâncias antagônicas como radiação UV e H2O2 foram aplicados nas culturas líquidas de PAL5T antes de serem incubadas em placas. Os resultados mostraram a necessidade de indução da síntese de bacteriocina por um agente externo como irradiação ultravioleta ou peróxido de hidrogênio, tanto para a inibição de X. albilineans quanto para H. rubrisubalbicans. As demais bactérias que compõem o inoculante não foram inibidas pela estirpe PAL5T nem quando foram submetidas à radiação UV ou ao H2O2. Num segundo estudo, objetivou-se identificar possíveis genes relacionados à produção de compostos antimicrobianos no genoma da estirpe PAL5T de G. diazotrophicus. Dois mutantes sítiodirigidos defectivos na síntese e no transporte de bacteriocina foram construídos a partir da incorporação de um elemento de transposição nas ORFs GDI_0415 e GDI_3499, respectivamente. A ORF GDI_0415 foi anotada como uma bacteriocina denominada Linocina M18 enquanto a GDI_3499 foi anotada como um transportador ABC. A avaliação do antagonismo da estirpe selvagem e dos mutantes foi realizada pela metodologia de antibiose por dupla camada, como descrita anteriormente. O mutante defectivo para o transporte de bacteriocina apresentou resultados idênticos aos da estirpe selvagem. O mutante para a síntese de bacteriocina não apresentou atividade antagônica contra o fitopatógeno, mesmo no tratamento com exposição à UV. Os resultados sugerem que essa bacteriocina (Linocina M18) é a responsável pelo antagonismo de X. albilineans.