André Julião | Agência FAPESP
A descoberta abre caminho para o desenvolvimento de substituto biológico para fertilizante químico usado na agricultura, principalmente os que contêm fósforo.
Um estudo apoiado pela FAPESP, publicado no ISME Journal ontem (19/12), identificou 522 genomas (entre arqueias e bactérias) associados às raízes e ao solo de duas espécies vegetais nativas dos Campos Rupestres. Centenas de microrganismos que até então eram desconhecidos para a ciência foram identificados, evidenciando que a biodiversidade brasileira ainda abriga uma enorme quantidade de novos organismos.
“O fósforo normalmente está presente no solo, mas nem sempre na forma que pode ser aproveitado pelas plantas. O que a maioria dos microrganismos que encontramos faz é tornar esse elemento solúvel para que as plantas possam absorvê-lo”, explica Antônio Camargo, primeiro autor do artigo, realizado durante doutorado no Instituto de Biologia da Universidade Estadual de Campinas (IB-Unicamp) com bolsa da FAPESP.
O estudo ocorreu no âmbito do Centro de Pesquisa em Genômica Aplicada às Mudanças Climáticas (GCCRC), um Centro de Pesquisa em Engenharia (CPE) constituído pela FAPESP e pela Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) na Unicamp.
Uma das plantas, Vellozia epidendroides, vive em solos rasos, enquanto Barbacenia macranta foi encontrada vivendo sobre rochas expostas. Ambas fazem parte da família Velloziacea e foram coletadas em uma área particular adjacente ao Parque Nacional da Serra do Cipó, em Minas Gerais.
Ao comparar os microrganismos das plantas que crescem no solo e na rocha, os pesquisadores constataram se tratar de comunidades diferentes, porém, com muitas espécies compartilhadas. De modo geral, foram encontrados microrganismos bastante especializados no transporte do fósforo e na conversão da versão não solúvel para a solúvel do mineral, que é absorvida pelas plantas.
“As comunidades microbianas também mostraram papel importante na disponibilização de nitrogênio, outro nutriente essencial para as plantas”, afirma Camargo, atualmente pesquisador do Joint Genome Insitute, do Departamento de Energia dos Estados Unidos, onde foi realizado o sequenciamento dos genomas.
Novas soluções
“Os estudos realizados até então normalmente focaram nos mecanismos de adaptação das plantas às duras condições dos Campos Rupestres, por vezes ignorando os microrganismos. Mostramos que os microrganismos têm um potencial funcional essencial na adaptação vegetal às condições extremas desse ambiente. Em especial, ao fornecerem fósforo para o crescimento vegetal” conta Rafael Soares Correa de Souza, pesquisador associado ao GCCRC que foi apoiado pela FAPESP e é um dos coautores do estudo.
A expectativa dos pesquisadores é que as descobertas possam contribuir para a criação de produtos que substituam os adubos químicos à base de fósforo, um dos nutrientes mais utilizados na adubação de lavouras no Brasil. Hoje, mais da metade do fertilizante fosfatado utilizado no país é importado, sobretudo do Marrocos, mas também da Rússia, Egito, China e Estados Unidos.
Além da dependência de importação, os fertilizantes fosfatados têm como desvantagem a possibilidade de poluição de corpos d’água e por emitir gases de efeito estufa na sua extração. Estima-se que para cada quilo de fósforo retirado na natureza, um quilo desses gases vá para a atmosfera. Fora isso, trata-se de um recurso natural não renovável. Portanto, com prazo para acabar.
Os fertilizantes biológicos já são é uma realidade no Brasil, com 80% da área plantada de soja fazendo uso desses produtos para a disponibilização de outro nutriente, o nitrogênio. Um estudo publicado anteriormente por pesquisadores do GCCRC estimou que US$ 10 bilhões sejam economizados anualmente pela substituição dos fertilizantes nitrogenados por inoculantes biológicos (leia mais em: https://agencia.fapesp.br/39156/).
“O estudo chama a atenção ainda para a necessidade de conservação dos ecossistemas brasileiros, que podem fornecer muitas outras soluções baseadas na natureza como essa”, lembra Souza, cofundador da Symbiomics, startup de biotecnologia focada no desenvolvimento de biológicos de nova geração.
Considerados hotspots de biodiversidade, com muitas espécies exclusivas, os Campos Rupestres estão contidos em mosaicos que totalizam aproximadamente 26,5 mil quilômetros quadrados distribuídos em áreas de Cerrado, Caatinga e Mata Atlântica. As principais ameaças a esses ecossistemas são a mineração e a pecuária.
O próximo passo da pesquisa é a realização de estudos para testar os benefícios de alguns dos microrganismos encontrados em uma cultura agrícola. Os experimentos estão sendo realizados na sede do GCCRC em Campinas.
O artigo Plant microbiomes harbor potential to promote nutrient turnover in impoverished substrates of a Brazilian biodiversity hotspot pode ser lido em: https://doi.org/10.1038/s41396-022-01345-1.
Este texto foi originalmente publicado por Agência FAPESP
