Rhizobia na agricultura sustentável: a especificidade é fundamental
Nitrogênio - vital para o crescimento das plantas
O nitrogênio é essencial para o crescimento das plantas e a síntese de clorofila. É um dos elementos mais abundantes na Terra, mas a deficiência de nitrogênio é provavelmente o problema nutricional mais comum que afeta as plantas em todo o mundo. Uma porcentagem muito alta do nitrogênio total encontrado no solo está na forma orgânica, e essa forma de nitrogênio não está diretamente disponível para as plantas. As plantas podem absorver o nitrogênio do solo na forma de nitrato (NO3-) e amônio (NH4+). O nitrogênio também é o elemento mais abundante na atmosfera da Terra, mas as plantas não conseguem obter o nitrogênio diretamente do ar.
As bactérias gram-negativas do solo são capazes de fixar o nitrogênio
A função do Rhizobium na fixação de nitrogênio
É nesse ponto que os rizóbios (Rhizobium, Bradyrhizobium, Sinorhizobium, Mesorhizobium e outros) podem ser úteis. Essas bactérias gram-negativas do solo são capazes de fixar o nitrogênio. Os rizóbios podem converter o nitrogênio atmosférico (N2) em amônia (NH3).
Estabelecimento e nodulação do Rhizobium
As plantas hospedeiras, nesse caso as leguminosas, secretam uma molécula de sinal químico flavonoide para atrair as espécies de Rhizobium com as quais podem interagir. O Rhizobium responde a esse pedido de ajuda colonizando os pelos da raiz. As bactérias se ancoram na superfície dos pelos da raiz e tanto a planta quanto as bactérias produzem compostos que resultam em uma fixação mais firme. Em seguida, os rizóbios produzem compostos chamados fatores Nod que fazem com que os pelos da raiz colonizada se enrolem (seguido de muitos outros processos para completar a nodulação). Os fatores Nod fazem com que os pelos da raiz colonizada se enrolem, após o que as bactérias 𝑅ℎ𝑖𝑧𝑜𝑏𝑖𝑢𝑚 penetram nos pelos da raiz. Quando as bactérias atingem a própria raiz, elas estimulam as divisões celulares que levam à formação do nódulo.
Especificidade entre Rhizobium e cultura - uma interação precisa
A interação entre Rhizobia e as culturas é muito específica. Os rizóbios só formam relações simbióticas com plantas leguminosas e mesmo essa interação é muito específica. Os fatores Nod que fazem com que a raiz colonizada se enrole foram identificados como lipocito-oligossacarídeos. As variações nessas estruturas determinam a compatibilidade entre a espécie 𝑅ℎ𝑖𝑧𝑜𝑏𝑖𝑢𝑚 e uma planta hospedeira específica.
Exemplos bem-sucedidos de combinações são soja com Bradyrhizobium japonicum, alfafa com Sinorhizobium melilotii, ervilha com Rhizobium leguminosarum bv. Viceae, lótus com Mesorhizobium loti ou feijão com Rhizobium legumninosarum bv. Phaseoli.
Algumas espécies de rizóbios são fixadoras de nitrogênio relativamente boas, enquanto outras não são, e a colonização por fixadores de nitrogênio ruins pode suprimir o nível de nodulação de cepas fixadoras de nitrogênio eficazes.
(Todos os gêneros microbianos mencionados acima consistem em uma ampla variedade de espécies e cepas. Os efeitos benéficos exatos desses micróbios dependem da espécie e da cepa específicas utilizadas)Whitepaper: Formulating Biologicals for Agriculture
