Isolation, 16S rRNA-based Taxonomic Profiling and Potential Roles of Endophytic Bacteria Colonizing Dalbergia reniformis (Koroch)

Nas profundezas dos tecidos das plantas, escondidos do olho nu, vive uma comunidade agitada de parceiros microscópicos. Estes são os endófitos, bactérias que residem dentro de raízes, caules e folhas sem causar danos. Por décadas, os cientistas sabem que esses vizinhos invisíveis não são meros passageiros; eles são participantes ativos na vida de uma planta. Eles podem ajudar seus hospedeiros a coletar nutrientes do solo, produzir hormônios que estimulam o crescimento e até mesmo defender contra doenças. Esta relação é um pilar da agricultura sustentável, oferecendo uma alternativa natural aos fertilizantes e pesticidas químicos. A questão que impulsiona os pesquisadores hoje não é apenas se esses ajudantes existem, mas quais específicos são os mais eficazes e onde podem ser encontrados nos ambientes mais desafiadores da natureza.

No coração de Bangladesh encontra-se um ecossistema único e frágil conhecido como Floresta Pantanosa de Ratargul, a única floresta pantanosa de água doce do país. Aqui, os níveis de água sobem e descem dramaticamente com as estações, submergindo a paisagem por meses de cada vez. Dominando este mundo aquático está a árvore Koroch, uma espécie resiliente que prospera mesmo quando suas raízes ficam submersas por metade do ano. Apesar de sua importância ecológica e de sua capacidade de sobreviver a tais condições severas, o mundo microscópico que vive dentro da árvore Koroch nunca havia sido explorado. Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia Shahjalal e da Universidade Internacional Daffodil partiu para descobrir esta diversidade oculta, esperando encontrar bactérias que pudessem, um dia, ajudar outras plantas a crescer em solos difíceis.

A equipe começou coletando cuidadosamente amostras de raízes, caules e folhas de árvores Koroch saudáveis. Para garantir que estivessem estudando apenas as bactérias que viviam dentro da planta, e não aquelas presas à superfície, eles submeteram as amostras a um rigoroso processo de limpeza. Eles lavaram as partes da planta em uma série de soluções, incluindo álcool e alvejante, para esterilizar o exterior. Em seguida, colocaram pequenos pedaços do tecido esterilizado em placas ricas em nutrientes em um laboratório. Se as bactérias crescessem a partir desses pedaços, confirmava-se que elas haviam se originado de dentro da planta. Da colheita inicial, os pesquisadores isolaram trinta e quatro colônias bacterianas distintas. Eles selecionaram dezoito destas, cada uma parecendo diferente sob um microscópio, para estudar detalhadamente.

Usando uma técnica que lê o código genético das bactérias, especificamente um segmento de DNA conhecido como gene 16S rRNA, os cientistas identificaram quem eram esses micróbios. Os resultados revelaram uma comunidade diversa abrangendo dez diferentes gêneros, ou famílias, de bactérias. O grupo mais comum que encontraram foi o Pantoea, que apareceu em cinco das dezoito amostras. Outras famílias incluíam nomes conhecidos como Bacillus, Pseudomonas e Klebsiella. Essas bactérias não estavam limitadas a uma parte da árvore; foram encontradas nas raízes, caules e folhas igualmente, sugerindo que a árvore Koroch abriga um ecossistema interno rico e variado.

Os pesquisadores então submeteram estes dezoito isolados bacterianos a uma série de testes para ver quais habilidades úteis possuíam. Eles procuravam por traços que ajudam as plantas a crescer, como a capacidade de produzir amônia, que é uma forma de nitrogênio que as plantas podem usar, ou de criar sideróforos, que são moléculas que capturam ferro do ambiente e o tornam disponível para a planta. Os resultados foram impressionantes: cada uma das dezoito bactérias produziu amônia e sideróforos. Isso significa que toda a comunidade que estudaram possui a capacidade intrínseca de ajudar uma planta a acessar nutrientes essenciais.

Além desses traços universais, as bactérias mostraram uma ampla gama de outras habilidades. Quase todas elas podiam produzir ácidos orgânicos e uma enzima chamada fitase, que ajuda a decompor o fósforo complexo no solo. Uma grande maioria podia dissolver zinco, um micronutriente vital, facilitando a absorção pelas plantas. Cerca de metade das bactérias podia produzir cianeto de hidrogênio, um composto que pode suprimir patógenos prejudiciais, enquanto outras produziam enzimas que decompõem proteínas, gorduras ou fibras vegetais como a celulose. Talvez o mais notável seja que cada isolado produziu ácido giberélico, um poderoso hormônio vegetal que estimula o crescimento e a divisão celular.

Quando os cientistas mediram a força dessas habilidades, descobriram que algumas bactérias eram particularmente potentes. Um isolado, rotulado como EB_12, destacou-se como uma potência. Ele mostrou a maior capacidade de dissolver tanto fosfato quanto zinco entre todas as amostras, enquanto também produzia altos níveis de hormônios de crescimento e outros compostos benéficos. Outro isolado, EB_13, produziu a maior quantidade de ácido giberélico. Os pesquisadores observaram que esses principais desempenhadores, juntamente com alguns outros, demonstraram uma combinação de habilidades que poderiam torná-los excelentes candidatos para uso como bioinoculantes. Estes são preparações naturais aplicadas a sementes ou ao solo para impulsionar a saúde das plantas sem a necessidade de produtos químicos sintéticos.

O estudo destaca que a árvore Koroch, prosperando nas águas flutuantes da Floresta Pantanosa de Ratargul, abriga uma comunidade de bactérias que é não apenas diversa, mas funcionalmente rica. O fato de que esses micróbios podem dissolver nutrientes e produzir hormônios de crescimento sugere que estão bem adaptados às condições desafiadoras de inundação do pântano. Embora os pesquisadores alertem que estes achados baseiam-se em bactérias que conseguiram cultivar em laboratório — uma fração da comunidade total — os resultados são promissores. Eles sugerem que os endófitos da árvore Koroch detêm um potencial significativo para o desenvolvimento de novas ferramentas naturais para apoiar a agricultura, particularmente em ambientes onde os nutrientes do solo são escassos ou difíceis de serem alcançados pelas plantas. O trabalho abre uma porta para compreender como os próprios aliados microscópicos da natureza podem ser aproveitados para ajudar as culturas a florescer.