Variações na fixação de nitrogênio e nas comunidades de bactérias endofíticas em genótipos de milho recomendados para cultivo em diferentes condições edafoclimáticas
Zea mays L., sistema fotossintético C4; sequenciamento de nova geração; diversidade genética.
O milho é o principal cereal produzido no Brasil e no mundo, sendo largamente utilizado na alimentação humana e animal e na produção de biocombustíveis. A fixação biológica de nitrogênio (FBN) e a utilização de processos mediados pelas comunidades endofíticas dessa gramínea são alternativas para disponibilização de nutrientes e outros mecanismos de promoção de crescimento da planta, com potencial de promover maiores produtividades e economia de insumos dependentes de energia fóssil. Por sua importância social e econômica, existe grande disponibilidade de genótipos de milho, recomendados para as diversas regiões de cultivo. O objetivo desse trabalho foi estimar a FBN e a composição qualitativa das comunidades de bactérias endofíticas de genótipos de milho, identificados como os mais produtivos para as condições do Nordeste brasileiro, cultivados em diferentes condições edafoclimáticas. Foram conduzidos 3 experimentos em campo, nos municípios de Araripina, Serra Talhada e Vitória de Santo Antão, no estado de Pernambuco, todos sem utilização de inoculantes bacterianos. No Semiárido foram cultivados os genótipos BRS 4107, BRS 5026, BRS 4105, POTIGUAR, COPACABANA, BR 5036, BR 5037, MUCURIPE, IPR 164 e BR 2121 QPM. Na Zona da Mata os genótipos foram 1L1411, 1P2224, DKB 390 PRO 2, 1F640, DKB 310 PRO 2, CMS 36, SÃO JOÃO, BRS 3042, 1P2227 e 1M1804. Apesar das dificuldades para selecionar plantas referência para estimar FBN em gramíneas, foram observadas diferenças significativas entre as composições isotópicas de N das folhas do milho e as do N do solo disponível para a cultura (estimada por meio de duas abordagens diferentes) em duas áreas experimentais. Esse resultado demonstra que a técnica da abundância natural do 15N pode indicar genótipos de milho com maior potencial para se beneficiar da FBN, informação útil em programas de melhoramento vegetal da cultura. Dessa forma, foi verificado que diferentes genótipos de milho recomendados para maior produtividade para a região Nordeste do Brasil absorvem N fixado por diazotróficos naturalmente estabelecidos na rizosfera ou endofiticamente. Os genótipos BR 5036 e BRS 4105, no Semiárido, e DKB 310 PRO2 e 1F640, na Zona da Mata, apresentaram a maior proporção de N fixado. Entretanto, a capacidade de acumular N fixado dos genótipos testados no Semiárido é fortemente impactada pelas condições edafoclimáticas e estresse hídrico, o que restringiu a FBN em Serra Talhada. As comunidades de bactérias endofíticas de plantas de milho não inoculadas abrigam gêneros com relatos de apresentarem mecanismos de promoção de crescimento de plantas, como FBN, produção de fitohormônios, supressão de fitopatógenos, tolerância a fatores abióticos e solubilização de nutrientes. O genótipo do milho não tem influência significativa sobre a composição do microbioma endofítico, porém o local de cultivo sim. As raízes apresentam maior diversidade de bactérias endofíticas, provavelmente devido aos compostos excretados por ela. Os gêneros de bactérias endofíticas de maior ocorrência em raízes e colmos de milho são Leifsonia, Bacillus, Klebsiella e Streptomyces, seguidos porBradyhizobium, Paenibacillus, Enterobacter e Sphingomonas, independentemente do genótipo da planta ou das condições edafoclimáticas do local de cultivo. Pseudomonas, Acinetobacter, Geobacillus, Enterococcus e Mycobacterium ocorreram em menores quantidades, sempre com maior abundância relativa nas raízes. Os resultados desse trabalho realçam a importância de mais estudos sobre as comunidades de bactérias em associação com o milho, os processos mediados pela mesma e suas interações com o genótipo da planta e condições de cultivo, que serão fundamentais para o estabelecimento de manejos que incluam técnicas biotecnológicas para aumento e sustentabilidade desta importante cultura.