Avanço contra a seca: cientistas argentinos descobrem como uma bactéria pode proteger plantas

As plantas são muito menos solitárias do que se pensava anteriormente. No subsolo, elas mantêm uma relação complexa com milhões de microrganismos, alguns dos quais podem se tornar aliados cruciais no enfrentamento de um dos maiores desafios da agricultura: a escassez de água.

O estudo foi publicado na revista científica Nature Plants e contou com a participação de José Manuel Estevez e Victoria Berdion Gabarain, pesquisadores vinculados ao CONICET e à Fundação Instituto Leloir. O trabalho foi realizado por uma grande equipe internacional liderada por Salma Balazadeh, da Universidade de Göttingen, na Alemanha.

Uma bactéria que altera o formato das raízes

O microrganismo estudado é denominado Flavobacterium sp. 98, ou Flavo98 — uma bactéria endofítica, o que significa que é capaz de colonizar os tecidos internos das plantas. Pesquisadores descobriram que ela pode estimular tanto a formação de raízes laterais quanto o crescimento de pêlos radiculares.

Esses pêlos são extensões microscópicas que aumentam significativamente a área de superfície de contato entre as raízes e o solo. Quanto maior essa área de superfície, maior a capacidade da planta de explorar o solo em busca de água e nutrientes.

O problema é que, durante a seca, as plantas restringem vários processos de crescimento para conservar recursos. Surpreendentemente, a Flavo98 consegue manter a formação e o alongamento dos pêlos radiculares mesmo quando a disponibilidade de água diminui.

A bactéria desencadeia uma cascata de sinalização na planta ligada — entre outros processos — ao etileno e aos fatores ERF115 e ERF114. Essa resposta acaba atuando sobre mecanismos que regulam o crescimento radicular.

O efeito aparece quando falta água

Os cientistas começaram utilizando a Arabidopsis thaliana, uma planta de pequeno porte amplamente empregada como modelo experimental. Posteriormente, observaram efeitos positivos também em trigo, tomate, canola e camelina — uma descoberta de particular interesse devido às suas potenciais aplicações agrícolas.

Um dos experimentos ilustra a magnitude do fenômeno. Após submeterem plantas de Arabidopsis à seca e, em seguida, realizarem a reidratação, cerca de 85% daquelas inoculadas com a bactéria Flavo98 sobreviveram, em comparação com uma taxa de sobrevivência muito menor entre as plantas não tratadas.

Também foi observada uma redução na perda de produtividade de sementes após o estresse hídrico. Além disso, segundo o CONICET, a presença da bactéria não causou efeitos adversos significativos quando as plantas se desenvolveram com disponibilidade hídrica normal.

Não é a primeira bactéria que a ciência está investigando para combater a seca

A possibilidade de utilizar microrganismos para ajudar as plantas a enfrentar o déficit hídrico vem sendo investigada há anos. Diversos grupos científicos demonstraram que certas bactérias associadas às raízes podem modificar a resposta da planta quando a água se torna escassa.

Na Dinamarca, pesquisadores da Universidade de Copenhague estudaram outra estratégia: a combinação de quatro bactérias diferentes. O consórcio microbiano melhorou a sobrevivência de plantas submetidas à seca, enquanto as bactérias utilizadas individualmente não alcançaram o mesmo resultado.

Outros estudos revelaram ainda mais uma estratégia. Pesquisas com Arabidopsis mostraram que as plantas podem promover o recrutamento de microrganismos específicos que contribuem para o fechamento dos estômatos — pequenos poros nas folhas —, reduzindo assim a perda de água por transpiração.

Então, o que há de novo nessa descoberta?

A diferença está no mecanismo identificado. A ciência já sabia que algumas bactérias podiam beneficiar as plantas durante a seca; o desafio era determinar como um sinal proveniente do microrganismo acabava por produzir alterações específicas na raiz.

O estudo publicado na Nature Plants conecta etapas fundamentais dessa sequência: bactérias, sinalização hormonal, regulação gênica, crescimento de pelos radiculares e, por fim, maior tolerância ao déficit hídrico. O envolvimento de ERF115 e ERF114 nesse processo, em condições de seca, é uma das contribuições inéditas da pesquisa.

A compreensão desse mecanismo abre diversas possibilidades. Uma delas é o desenvolvimento de bioinsumos à base de microrganismos benéficos; outra é o uso desse conhecimento para selecionar ou desenvolver plantas com sistemas radiculares mais eficientes em condições de estresse.

Do laboratório para o campo: o desafio mais importante

A descoberta não significa que já exista uma solução comercial capaz de proteger as culturas contra a seca. Ainda será necessário determinar se os resultados podem ser replicados em campos agrícolas, onde entram em jogo diversos tipos de solo, temperaturas, padrões de precipitação e vastas comunidades de microrganismos.

Essa etapa é crucial porque os efeitos observados em condições controladas não mantêm necessariamente a mesma magnitude em condições de campo. A relação entre microrganismos, raízes e o ambiente constitui um sistema extremamente complexo.

No entanto, compreender o mecanismo altera o ponto de partida. Em vez de focar apenas em plantas capazes de resistir à seca por conta própria, a agricultura também poderia aproveitar os microrganismos que convivem com elas para ajudá-las a aproveitar melhor cada gota de água.