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Microrganismos compõem o sistema imunológico do solo e impactam a saúde das plantas

Dentre as diversas funções desempenhadas pelo microbioma tolerância ao frio ou a seca, além de proteção contra patógenos. Foto: Embrapa

Novas descobertas sobre a relação da composição e o funcionamento de comunidades microbianas complexas do solo durante a interação com a planta revelaram que os microrganismos do solo são fundamentais. Dentre as diversas funções desempenhadas pelo microbioma - conjunto de microrganismo do solo, estão o efeito na fisiologia e metabolismo da planta, a aquisição de nutrientes, a tolerância contra estresses abióticos - tolerância ao frio ou a seca, além de proteção contra patógenos.

Conforme Rodrigo Mendes, chefe de P&D da Embrapa Meio Ambiente (Jaguariúna, SP), que estuda o uso de técnicas avançadas de biologia molecular no esclarecimento de mecanismos envolvidos na supressão específica de doenças do solo, "o conjunto desses benefícios resultam no crescimento e desenvolvimento de plantas de forma produtiva e saudável".

A comunidade microbiana do solo interage com a planta, ajuda na aquisição de nutrientes para seu crescimento  - fixam nitrogênio, disponibilizam nutrientes do solo como fósforo, entre outros, age na tolerância contra a seca, presença de substâncias tóxicas entre outras, além de proteger contra o ataque de doenças.

Para o pesquisador, em busca de uma agricultura sustentável, os microbiomas podem desempenhar um papel importante, já que no caso da proteção de plantas contra doenças causadas por patógenos de solo, os solos supressivos, que suprimem o aparecimento de populações de patógenos, são um exemplo de como o entendimento dessa proteção representa uma possibilidade na redução do uso de pesticidas.

Se houver um surto de alguma doença na planta, a biota do solo pode desenvolver mecanismos que barrem essa doença, normalmente aumentando a população de determinados microrganismos antagônicos.

Se for implementado um cultivo de outras plantas que não sejam susceptíveis ao ataque daquela doença por várias safras, e depois voltar a cultivá-la, a proteção volta a se manifestar, agindo mesmo como se o solo tivesse desenvolvido uma “vacina” contra aquele patógeno.

Da mesma forma que o sistema imunológico humano é dividido em imunidade natural (resposta imune inata) e imunidade adaptativa (resposta imune adquirida), os solos supressivos compartilham de características semelhantes. Também existem dois tipos de supressão de doenças de solo - a supressão geral, baseada na atividade microbiológica e a competição do microbioma do solo, universal a todos os solos e a supressão específica, atribuída pela ação de microrganismos específicos do microbioma contra um determinado patógeno.

Rodrigo explica que a supressão específica age como uma vacina. Ela é induzida após um surto da doença em campos cultivados sucessivamente por uma mesma cultura. Com o estabelecimento da supressão específica, mesmo se mantendo a planta hospedeira suscetível na presença do patógeno do solo, o nível da doença é drasticamente reduzido, já que quando a planta não tem imunidade para aquela doença, pode ser colocado um microrganismo ou um conjunto de microrganismos que tornarão este solo capaz de inibi-lo naquela cultura.

"É interessante notar que se em um novo ciclo for introduzida uma cultura que não é hospedeira da doença, a supressão específica pode se dissipar, mas retorna rapidamente quando a cultura hospedeira da doença é reintroduzida no mesmo campo", diz o pesquisador. Assim, a supressão geral de solos (imunidade já existente) é uma resposta rápida e não específica que oferece a primeira linha de defesa do hospedeiro contra a invasão de um patógeno.

Por outro lado, a supressão específica de doenças do solo e a resposta imune adquirida em humanos precisam de uma exposição prévia ao patógeno, específica a um agente infeccioso e é ativado pelo contato com o patógeno despertando a memória do sistema de defesa. No caso das plantas, a defesa é mantida pelo enriquecimento e ativação de membros específicos do microbioma que antagonizam o patógeno.

O uso de técnicas avançadas de biologia molecular busca explicar mecanismos envolvidos na supressão específica de doenças de solo. No primeiro contato do patógeno com a planta, ocorre a liberação de metabólitos que provocam reações na planta e no microbioma que ocupa a rizosfera, que é a região onde o solo tem contato direto com o sistema radicular da planta.

A interação complexa entre o patógeno, a planta e o microbioma resulta na reestruturação do microbioma da rizosfera e na ativação de funções que blindam o sistema radicular contra a invasão do patógeno.

Esse fenômeno de supressão específica, descrito em várias regiões do mundo em diferentes culturas ,sugere que pode existir uma abordagem universal para engenheirar microbiomas de solos supressivos com a finalidade de diminuir a dependência de pesticidas. Similarmente ao uso de vacinas em humanos, a resposta imune adquirida de solos pode ser explorada para o desenvolvimento de estratégias para manipular o microbioma dos solos em benefício da saúde das plantas. "Essa mudança de abordagem pode contribuir para a segurança alimentar", acredita o pesquisador.


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