Interações entre plantas, humanos e animais com microrganismos, principalmente nas raízes, formam a microbiota. Estudos recentes destacam sua importância no crescimento e sobrevivência das plantas, influenciando a absorção de nutrientes, resistência ao estresse e proteção contra doenças.
Imagem de Erik Tanghe por Pixabay
Limitações nas ferramentas analíticas impediram a compreensão completa dos processos de colonização das raízes por comunidades microbianas complexas. Para estudar com precisão a microbiota das plantas, os pesquisadores usaram o Arabidopsis thaliana, uma planta modelo em pesquisa.
Após isolar a microbiota da planta, cultivaram e identificaram suas diferentes cepas de bactérias e fungos. Com base nesta coleção de microrganismos do Instituto Max Planck, a equipe reconstruiu uma microbiota simplificada, mas representativa, que foi então inoculada em agrião cultivado em condições estéreis – e, portanto, desprovido de microbiota – para estudar como as bactérias colonizaram as raízes.
Usando análise transcriptômica avançada (expressão genética), os pesquisadores encontraram mais de 3.000 genes microbianos ativos na interface solo-raiz. Eles então estudaram as funções desses genes com mais detalhes.
Desativando genes em bactérias de microbiota sintética, pesquisadores identificaram três genes essenciais nos genomas bacterianos. A inativação impede a colonização das raízes, sendo um gene regulador de virulência e resposta ao estresse, outro facilitador de transporte de compostos, e um conjunto de quatro genes que permite a medição de níveis de fosfato e ajuste do metabolismo.
Esses genes, presentes em bactérias co-evoluídas com plantas por milhões de anos, conferem capacidade de adaptação a diversos ambientes e colonização de hospedeiros vivos. Além de ocorrerem em todas as bactérias da microbiota vegetal, esses genes são utilizados por outras bactérias para colonizar mamíferos.
