Conceito e Disseminação Conceito e Disseminação

2. Conceito e Disseminação

2. Conceito e Disseminação

2. Conceito e Disseminação

2. Conceito e Disseminação

A maior limitação para a fixação biológica do nitrogênio (FBN) em sistemas não simbióticos é a disponibilidade de fontes de carbono para a bactéria e, conseqüentemente, para obtenção de energia, uma vez que o processo demanda grande quantidade de ATP. Essa limitação tenta ser compensada pelo diazotrófico com a sua localização mais próxima da planta, ou seja, ao redor ou dentro das raízes, como endófitos (Tilak et al, 2005).

Assim, as bactérias diazotróficas de plantas não leguminosas podem ser agrupadas em três categorias: organismos rizosféricos, endofíticos facultativos e endofíticos obrigatórios (Baldani et al., 1997). Na primeira categoria estão todas as espécies que colonizam as raízes superficialmente. Os microrganismos endofíticos facultativos são aqueles capazes de colonizar raízes interna e externamente e o terceiro grupo, tido como de maior importância, os que colonizam o interior de raízes e também a parte aérea das plantas não leguminosas.

A denominação de “bactéria endofítica”, comumente empregada, vem do fato de serem capazes de viver no interior da planta sem que, no entanto, induzam uma resposta de defesa à sua presença (Petrini, 1991). Essa definição inclui bactérias endofíticas simbióticas, assim como associativas, e ainda, bactérias que são endófitas em apenas alguma fase do seu ciclo de vida, transitando entre colonização rizosférica e endofítica (Hallmann et al., 1997).

Essa definição de bactéria endofítica proposta por Petrini (1991) e a divisão em grupos por categoria de acordo com sua localização devem ser empregadas com cautela, uma vez que muita pesquisa ainda é necessária para esclarecer os diferentes modos de atuação dessas bactérias na planta hospedeira e do seu habitat durante seu ciclo de vida.

Já foi amplamente demonstrado que bactérias pertencentes aos gêneros Herbaspirillum e Gluconacetobacter têm pouca sobrevivência no solo, sendo denominadas de endofíticas obrigatórias (Baldani et al., 1997). Entretanto, a classificação de acordo com o habitat pode inferir em erros. Algumas espécies do gênero Azospirillum possuem mecanismos específicos de interação com as raízes e são aptas a colonizar todo o interior das mesmas, enquanto outras, apenas colonizam a camada de mucilagem ou células do córtex danificadas das raízes (Steenhoudt & Vanderleyden, 2000).

Existem relatos de respostas positivas à inoculação de vários gêneros e espécies de bactérias endofíticas (Dalla Santa et al., 2004; Roesch et al., 2005), ausência de resposta da planta à inoculação (Ogüt et al., 2005) e mesmo de efeitos negativos (Canuto et al., 2003), dependendo da espécie vegetal, do genótipo, das condições nutricionais, assim como de fatores abióticos do meio ambiente.

Assim, Kloepper et al. (1992) propuseram uma definição mais abrangente, ou seja, que bactérias endofíticas são aquelas que estão localizadas dentro dos tecidos vegetais, interiormente à epiderme. Porém, não fizeram distinção entre bactérias patogênicas e não patogênicas, sendo justificado pelo fato de que bactérias encontradas dentro de plantas aparentemente saudáveis podem ser patogênicas dependendo da região geográfica.

Por exemplo, a bactéria endofítica Herbaspirillum rubrisubalbicans, antiga Pseudomonas rubrisubalbicans, foi descrita como agente causal da estria mosqueada da cana-de-açúcar, e, mais tarde, encontrada em variedades de sorgo causando a doença da estria vermelha. Entretanto, não houve sintomas da doença em variedades brasileiras de sorgo e nos campos de cana-de-açúcar, sendo que todos os cultivares testados se mostraram resistentes a essa bactéria (Olivares et al., 1997). Portanto, existe uma linha muito tênue dividindo bactérias associativas benéficas, neutras e patogênicas.

Diferentes métodos de desinfestação superficial de tecidos de planta têm sido empregados para obtenção de isolados de bactérias endofíticas (Döbereiner et al., 1995; McInroy & Kloepper, 1995; Stoltzfus et al., 1997; Araújo et al., 2001). Com o emprego de técnicas moleculares, novas espécies estão sendo descritas como endófitas associadas a diferentes espécies vegetais, inclusive espécies de bactérias que dificilmente poderiam ser identificadas pelos métodos tradicionais de isolamento, por estarem presentes dentro dos tecidos vegetais em número reduzido de células. As bactérias endofíticas benéficas ou neutras são encontradas em menor número, variando de 103 a 105 UFC g-1 tecido fresco, principalmente quando introduzidas com a inoculação, enquanto que as patogênicas geralmente estão presentes em grande número no interior da planta hospedeira, apresentando uma colonização de aproximadamente 107 a 109 UFC g-1 tecido fresco (Lodewyckx et al., 2002).

Geralmente, são encontradas em maior número nas raízes, decrescendo progressivamente do caule às folhas (Lamb et al., 1996; Gomes et al., 2005), o que demonstra que as raízes são a principal “porta de entrada” dessas bactérias, as quais conseguem penetrar pelos locais que foram danificados naturalmente devido ao próprio crescimento da planta, ou ainda, nas junções das raízes primárias com as secundárias ou nos pêlos radiculares. Nas últimas duas situações, a bactéria produz enzimas capazes de degradar as paredes celulares da planta hospedeira, como celulases e pectinases (Hallmann et al., 1997).

Entretanto, também podem ser disseminadas via semente ou por alguma parte da planta, como a cana-de-açúcar que é multiplicada por propagação vegetativa (James & Olivares, 1997).

A transmissão de bactérias diazotróficas para plantas também pode estar relacionada à presença de fungos micorrízicos arbusculares (FMAs), como demonstrado por Varma et al. (1981), Paula et al. (1990, 1991, 1993) e Li & Strzelczyk (2000). A bactéria está presente nos esporos desses fungos, mas ainda se desconhece sua função. No processo de penetração das hifas infectivas, pode ocorrer maior exsudação de nutrientes pela planta, acelerando o crescimento de tais bactérias (Paula et al., 1991). Provavelmente deve existir uma interação funcional entre as bactérias endofíticas e os FMAs (Paula et al., 1992). Plantas dependentes da fixação biológica de N2 geralmente

possuem maior demanda de P do que as plantas que recebem fertilizante nitrogenado, pois existe um aumento no consumo de ATP para o funcionamento da nitrogenase, além do necessário para transdução de sinais entre a planta e os microrganismos (Graham & Vance, 2000). Os rizóbios ficam separados dos FMAs, devido à fixação do N dentro dos nódulos, e geralmente não ocorre competição entre esses

microrganismos. Já as bactérias diazotróficas associativas não estão separadas dos FMAs (Bandara et al., 2006), podendo resultar em competição por nutrientes e espaço entre os dois microrganismos, ou ainda, em sinergismo, proporcionando benefícios para planta hospedeira.