Chemical heterogeneity of Kappaphycus alvarezii and Gracilaria edulis biostimulants reshapes the maize phyllosphere microbiome and improves plant performance
Este estudo demonstra que aplicações foliares de bioestimulantes derivados de *Kappaphycus alvarezii* e *Gracilaria edulis* remodelam o microbioma da filosfera do milho através do enriquecimento de táxons benéficos, aumentando, assim, o desempenho fotossintético, a acumulação de biomassa e o rendimento.
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As plantas nunca estão sozinhas. Mesmo as folhas situadas no alto do solo, expostas ao vento e ao sol, abrigam vastas cidades invisíveis de bactérias, fungos e outras formas de vida microscópicas. Esta superfície superior de uma planta, conhecida como filosfera, é um lugar árduo para os micróbios viverem; é seco, banhado por radiação ultravioleta e em constante mudança com o clima. No entanto, uma comunidade diversificada prospera ali, e os cientistas há muito suspeitam que a saúde de uma planta está profundamente ligada à mistura específica de micróbios que ela carrega. Assim como um intestino saudável ajuda um humano a digerir alimentos e combater doenças, uma comunidade equilibrada em uma folha pode ajudar uma planta a absorver nutrientes e resistir a doenças. Para agricultores que buscam cultivar mais alimentos sem depender de fertilizantes químicos agressivos, entender como guiar gentilmente essas comunidades microbianas tornou-se um grande objetivo. Uma ferramenta promissora é o extrato de algas marinhas, um líquido natural feito de plantas oceânicas que tem sido usado há décadas para estimular o crescimento das culturas, embora a maneira exata como ele atua no mundo invisível dos micróbios das folhas tenha permanecido um mistério.
Em um estudo recente, pesquisadores buscaram resolver esse mistério testando dois tipos diferentes de algas marinhas no milho, um tipo de milho amplamente cultivado em todo o mundo. Eles escolheram duas algas específicas: Kappaphycus alvarezii e Gracilaria edulis. Embora ambas sejam algas marinhas, elas são quimicamente bastante diferentes uma da outra. A equipe queria ver se a pulverização desses extratos nas folhas de plantas jovens de milho alteraria os residentes microbianos que vivem ali, e se essas mudanças ajudariam as plantas a crescer melhor. Eles cultivaram milho em grandes vasos sob condições controladas e, quando as plantas estavam em um estágio específico de crescimento inicial, pulverizaram algumas com água, algumas com o primeiro extrato de alga e algumas com o segundo. Dois dias depois, eles coletaram cuidadosamente as folhas para analisar os micróbios que viviam na superfície, usando sequenciamento genético avançado para identificar exatamente quais tipos de bactérias e fungos estavam presentes. Eles também mediram o quanto as plantas cresceram, o quão grossos seus caules se tornaram e quanto grão produziram ao final da temporada.
Os resultados revelaram que as duas algas não agiram da mesma forma. O extrato de Gracilaria edulis provou ser um poderoso agente de mudança. Ele alterou significativamente a comunidade microbiana nas folhas, introduzindo uma variedade muito maior de bactérias e fungos do que os outros tratamentos. Nas plantas tratadas com água, alguns tipos de bactérias dominavam a paisagem, mas o tratamento com Gracilaria quebrou essa dominância, permitindo que muitos diferentes micróbios benéficos se estabelecessem. Essa mudança foi acompanhada por uma melhoria dramática na saúde da planta. O milho tratado com Gracilaria cresceu mais alto, desenvolveu caules mais grossos e produziu significativamente mais grãos do que as plantas não tratadas. Também apresentou uma taxa de fotossíntese muito maior, o processo pelo qual as plantas transformam a luz solar em energia, e suas folhas foram capazes de absorver mais dióxido de carbono e liberar mais vapor de água, indicando uma planta mais ativa e eficiente.
A segunda alga, Kappaphycus alvarezii, também ajudou as plantas, mas seus efeitos foram mais modestos. Ela melhorou o crescimento e o rendimento em comparação ao grupo apenas com água, mas não remodelou a comunidade microbiana tão profundamente quanto o extrato de Gracilaria. Os micróbios nessas folhas permaneceram mais semelhantes às plantas não tratadas, com menos novos tipos aparecendo e as bactérias originais dominantes permanecendo no comando. Essa diferença sugere que a composição química específica da alga importa muito. O extrato de Gracilaria foi encontrado rico em proteínas, compostos fenólicos e ácidos orgânicos específicos, enquanto o extrato de Kappaphycus continha níveis mais altos de lipídios e diferentes aminoácidos. Parece que o coquetel único de substâncias químicas no extrato de Gracilaria atuou como um sinal que convidou uma equipe microbiana mais diversa e útil para a superfície da folha, o que, por sua vez, apoiou o crescimento rápido e a maior produtividade da planta.
Este estudo fornece evidências claras de que os bioestimulantes de algas marinhas não são apenas alimentos simples para as plantas; eles são ferramentas complexas que podem reorganizar ativamente o mundo microscópico que vive na superfície de uma planta. Os pesquisadores descobriram que os benefícios das pulverizações de algas estavam ligados diretamente a essas mudanças no microbioma foliar. O extrato de Gracilaria não apenas alimentou a planta; ele ajudou a construir um bairro melhor para a planta viver, um preenchido por uma gama diversa de micróbios que provavelmente ajudaram a planta a prosperar. Embora o extrato de Kappaphycus tenha oferecido alguns benefícios, o estudo sugere que nem todos os extratos de algas marinhas são iguais, e que os ingredientes químicos específicos determinam o quão bem eles podem remodelar o ambiente da planta. Para a agricultura sustentável, isso significa que escolher a fonte de alga certa pode ser uma chave para desbloquear rendimentos mais altos e culturas mais saudáveis sem a necessidade de produtos químicos sintéticos, simplesmente trabalhando com as parcerias naturais entre as plantas e os micróbios que vivem nelas.
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