Pesquisadores da University of Kansas descobriram que micróbios do solo em Kansas carregam 'memórias' de secas passadas, influenciando o crescimento e a resiliência das plantas. Plantas nativas respondem mais fortemente a esses legados microbianos do que culturas como o milho, sugerindo adaptações co-evolutivas. A descoberta, publicada na Nature Microbiology, destaca aplicações potenciais para a agricultura em meio às mudanças climáticas.
Um estudo publicado na Nature Microbiology examinou solos de seis locais em Kansas, variando das regiões orientais mais úmidas às High Plains mais secas no oeste, influenciadas pela sombra de chuva das Rocky Mountains. A pesquisa testou 'efeitos de legado', onde micróbios adaptados aos climas locais ao longo dos anos moldam as propriedades do solo e o desempenho das plantas.
"As bactérias e fungos e outros organismos que vivem no solo podem acabar tendo efeitos importantes em coisas que importam, como sequestro de carbono, movimento de nutrientes e o que nos interessa particularmente -- os efeitos de legado nas plantas", disse a coautora Maggie Wagner, professora associada de ecologia e biologia evolutiva na University of Kansas.
A equipe, em colaboração com a University of Nottingham na Inglaterra, realizou experimentos na University of Kansas. Eles expuseram comunidades microbianas desses solos a água abundante ou limitada por cinco meses, criando histórias de umidade contrastantes. Mesmo após milhares de gerações bacterianas, a memória de seca permaneceu detectável.
Plantas nativas, como o gamagrass, mostraram respostas mais fortes a esses legados em comparação com o milho, uma cultura domesticada na América Central e introduzida na área há apenas alguns milhares de anos. "Acreditamos que isso tem algo a ver com a história co-evolutiva dessas plantas, significando que, ao longo de períodos muito longos, o gamagrass tem vivido com essas comunidades microbianas exatas, mas o milho não", explicou Wagner.
A análise genética revelou atividade aumentada do gene sintase de nicotianamina em plantas sob condições de seca, mas apenas quando pareado com micróbios experientes em seca. Esse gene auxilia na aquisição de ferro do solo e influencia a tolerância à seca. Os achados sugerem que genes do gamagrass poderiam aprimorar a resiliência do milho, informando esforços de biotecnologia na indústria de agricultura microbiana de bilhões de dólares.
A autora principal Nichole Ginnan, agora na University of California-Riverside, e outros colaboradores, incluindo Natalie Ford, agora na Pennsylvania State University, contribuíram para este trabalho interdisciplinar financiado pela Divisão de Sistemas Organismais Integrativos da National Science Foundation.