Testes em laboratório com uma actinobactéria revelam capacidade de impedir proliferação de fungo que ataca plantações de arroz, feijão, milho e soja

Fungo Rhizoctia (direita) e actinobacteria (esquerda) em cocultivo em placa de petri. Foto cedida pela pesquisadora

No meio de uma área isolada de Mata Atlântica, numa ilha do litoral paulista, existe uma actinobactéria (tipo de bactéria em forma de filamento) encontrada em plantas de antúrio, com potencial para controlar o crescimento de um fungo nocivo presente em inúmeros cultivos agrícolas. A descoberta é de uma pesquisa realizada na Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq) da USP, em Piracicaba. Depois de ser isolada em laboratório, a actinobactéria Streptomyces lunalinharesii foi cultivada in vitro, onde testes demonstraram sua capacidade de impedir a proliferação do fungo Rhizoctonia solani, patógeno capaz de infectar plantações de arroz, feijão, milho e soja, entre outros.

Os detalhes são apresentados em artigo publicado na revista cientifica Microbiological Research. A linhagem da actinobactéria foi isolada da planta de Anthurium urvilleanum, uma espécie de antúrio endêmica da Mata Atlântica no Brasil, coletada na Ilha de Palmas, no litoral do Estado de São Paulo, entre Santos e Guarujá. “Um dos fatores que despertaram nosso interesse por avaliar esta linhagem é que essa espécie de microrganismo é relativamente pouco estudada”, afirma a bióloga Naydja Moralles Maimone, autora da pesquisa.

“Hoje em dia é comum na área de pesquisa em produtos naturais de microrganismos que as buscas por novos compostos bioativos, incluindo os de possível aplicação agrícola, envolvam linhagens isoladas em localidades que haviam sido até então subexploradas, como é o caso das ilhas oceânicas, pois microrganismos pouco estudados podem representar grandes oportunidades para se encontrar compostos ainda não descritos na literatura”, destaca a bióloga. “Além disso, as actinobactérias têm especial relevância neste âmbito, pois são sabidamente capazes de produzir um amplo espectro de metabólitos secundários, muitos dos quais bioativos.”

O estudo trabalhou também com uma linhagem do fungo Rhizoctonia solani, que foi isolada de uma planta de orégano infectada e cedida pela Embrapa Meio Ambiente, em Jaguariúna (interior de São Paulo). “Este fungo pertence ao filo Basidiomycota e é um fitopatógeno de solo que afeta uma ampla gama de hospedeiros, incluindo diversas culturas economicamente importantes, tais como soja, arroz, feijão, batata, café, milho, gramados e pastagens”, descreve Naydja. “Trata-se de uma espécie que pode causar doenças popularmente conhecidas como ‘tombamento’ ou ‘podridão radicular’, cujo principal sintoma é o estrangulamento da plântula [planta jovem] no nível do solo, logo após a germinação, e a ‘queima’ ou ‘mela das folhas’. No Brasil, por exemplo, perdas de até 60% em plantações de soja já foram atribuídas a este fungo.”

“Hoje em dia é comum na área de pesquisa em produtos naturais de microrganismos que as buscas por novos compostos bioativos, incluindo os de possível aplicação agrícola, envolvam linhagens isoladas em localidades que haviam sido até então subexploradas, como é o caso das ilhas oceânicas, pois microrganismos pouco estudados podem representar grandes oportunidades para se encontrar compostos ainda não descritos na literatura”, destaca a bióloga. “Além disso, as actinobactérias têm especial relevância neste âmbito, pois são sabidamente capazes de produzir um amplo espectro de metabólitos secundários, muitos dos quais bioativos.”

Interação

Microscopia: Fungo Rhizoctonia ao crescer com a actinobacteria na mesma placa. Foto cedida pela pesquisadora

Inicialmente, foi realizado um teste de cocultivo, onde actinobactéria e fungo são colocados juntos para crescer na mesma placa, para avaliar a interação entre os microrganismos e ver se a actinobactéria seria capaz de inibir o crescimento do fitopatógeno. “Houve inibição a distância, o fungo parava de crescer ao se aproximar da colônia da actinobactéria”, aponta a bióloga. “Para entendermos melhor essa interação, observamos o micélio [conjunto de hifas, filamentos das células do fungo] do Rhizoctonia solani através de microscopia eletrônica de varredura, e constatamos que, quando ele crescia na presença da actinobactéria na placa, suas hifas sofriam várias alterações morfológicas indicativas de deterioração, muito provavelmente por conta dos metabólitos secundários produzidos pela actinobactéria.”

Para avaliar o perfil metabólico da actinobactéria, foi realizado um estudo químico para comparar os compostos produzidos pela linhagem na presença e na ausência do fungo. Os metabólitos extraídos do meio de cultivo em ambas as condições foram submetidos a análises cromatográficas e espectroscópicas. “Usamos análises estatísticas e ferramentas de análise do metabolismo para anotar compostos já conhecidos produzidos pela bactéria e assim elucidarmos seu perfil químico, além de entendermos se, de fato, a condição de cocultivo com o fungo promovia a resposta de seu metabolismo secundário”, destaca Naydja. “Constatamos que a linhagem da actinobactéria é potencial produtora de compostos de ação antibiótica, como a anisomicina e derivados, e de sideróforos, que são compostos que reconhecidamente têm papel relacionado ao antagonismo contra fitopatógenos do solo, além de metabólitos de outras classes químicas relevantes.”

“Muitos dos compostos detectados em maior quantidade nos extratos do cocultivo em relação ao cultivo isolado da bactéria não estão presentes nos bancos de dados de produtos naturais. Sendo assim, levantamos a hipótese de que esta actinobactéria é potencial produtora de compostos ainda não conhecidos ou descritos na literatura.”

Em seguida, para atestar o potencial antifúngico dos metabólitos da actinobactéria, os extratos obtidos do cultivo axênico e do cocultivo passaram pelo teste antifúngico conhecido como poisoned food contra o Rhizoctonia solani, no qual o extrato é incorporado no meio de cultivo onde o fungo é inoculado para crescer. “Ambos os extratos testados inibiram o crescimento do fungo, mas a inibição do extrato do cocultivo foi significativamente maior (88,43%) que a do cultivo isolado (axênico) da bactéria (50,83%)”, ressalta a bióloga. “Muitos dos compostos detectados em maior quantidade nos extratos do cocultivo em relação ao cultivo isolado da bactéria não estão presentes nos bancos de dados de produtos naturais. Sendo assim, levantamos a hipótese de que esta actinobactéria é potencial produtora de compostos ainda não conhecidos ou descritos na literatura.”

De acordo com Naydja, os resultados obtidos foram bastante promissores quanto à inibição do fungo avaliado, porém trata-se um trabalho inicial, com testes in vitro. “Mais estudos serão necessários para avaliar a eficácia da linhagem como controle biológico em aplicações no campo”, observa. “Mesmo assim, o trabalho nos mostra o quão elevado é o potencial biotecnológico dos microrganismos que podemos isolar no País, o que reflete a importância da preservação dos nossos ecossistemas e de mais estudos na área.”

Realizado no Programa de Pós-Graduação em Microbiologia Agrícola da Esalq, o estudo teve participação de professores da Esalq, pesquisadores do Instituto de Química de São Carlos (IQSC) da USP e da Embrapa Meio Ambiente. A pesquisa contou ainda com o apoio do Instituto Chico Mendes, vinculado ao Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis (Ibama), Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) e do programa Biota/BIOprospecta, da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp). Com informações da USP

Tags:

actinobactéria, Mata Atlântica, Streptomyces lunalinharesii

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