Bactéria Burkholderia arboris reduz murcha-bacteriana em tomateiro

Uma linhagem de Burkholderia arboris reduziu a progressão da murcha bacteriana em tomateiro e apresentou eficiência comparável à de um tratamento químico durante dez dias de avaliação em casa de vegetação. Estudo identificou a linhagem BB417 como agente de biocontrole contra o complexo de espécies Ralstonia solanacearum (RSSC). Pesquisadores também descreveram mecanismos ligados à competição por nutrientes, à interferência em sinais de virulência e à reprogramação metabólica do patógeno.

A BB417 inibiu 16 linhagens de RSSC em ensaios de antagonismo. Essas linhagens representavam oito variantes de sequência e vieram de quatro plantas hospedeiras. Os halos de inibição variaram de 1,50 centímetro a 2,45 centímetros. A supressão apareceu com maior intensidade contra isolados de RSSC originados de tomateiro.

Casa de vegetação

Em casa de vegetação, mudas de tomateiro receberam pré-tratamento com suspensão de BB417 cinco dias antes da inoculação com RSSC. Aos oito dias após a inoculação, a incidência da doença chegou a 51,11%. O índice de doença alcançou 48,87. A eficiência de controle ficou em 50,80%. O valor ficou próximo ao obtido com tiodiazol-cobre a 20%, usado no estudo como tratamento químico, com 50,10% de eficiência.

Aos dez dias, as plantas do controle positivo chegaram à mortalidade total. Os tratamentos com BB417 e tiodiazol-cobre ainda reduziram o avanço da doença. A eficiência ficou em 39,40% para BB417 e 46,70% para o tratamento químico. Os pesquisadores observaram aumento contínuo do índice de doença durante o período, sem estabilização até o décimo dia.

Linhagem BB417

A linhagem BB417 veio da rizosfera de pinheiro, em Meizhou, na província de Guangdong, China. A identificação envolveu características morfológicas, fisiológicas, bioquímicas e genômicas. A bactéria apresentou células em forma de bastonete e reação Gram-negativa. A análise de identidade média de nucleotídeos indicou 99,51% de similaridade com Burkholderia arboris PN1. A hibridização digital DNA-DNA apontou 93,2% de similaridade com Burkholderia arboris LMG24066.

A BB417 colonizou a rizosfera do tomateiro, mas não apareceu em raízes, caules ou folhas durante o ensaio. A população máxima atingiu 2,3 × 10⁶ unidades formadoras de colônia por grama de solo no décimo quinto dia. Depois, a população apresentou estabilização gradual. Os pesquisadores interpretaram esse padrão como colonização não endofítica.

Crescimento de plantas

A bactéria também promoveu crescimento de plantas de tomateiro. Após 15 dias de tratamento, as plantas apresentaram aumento de 14,53% em altura, 14,73% no comprimento de raiz, 8,77% em biomassa fresca, 35,46% em biomassa de raiz e 5,71% no diâmetro do caule. A linhagem apresentou fixação de nitrogênio, solubilização de fosfato, produção de sideróforos e síntese de ácido indol-3-acético. Também secretou protease. Não apresentou atividade de amilase, β-1,3-glucanase ou celulase.

O genoma de BB417 reuniu três cromossomos circulares, com 8.291.816 pares de bases e 66,88% de conteúdo GC. A anotação identificou 7.361 genes. A análise antiSMASH apontou 19 agrupamentos gênicos de biossíntese de metabólitos secundários. Entre eles, apareceram agrupamentos relacionados a pirrolnitrina, piochelina, ornibactina e occidiofungina A. Dez agrupamentos permaneceram sem caracterização.

A análise de RNA-seq mostrou alteração ampla na expressão gênica do RSSC sob pressão de BB417. Os pesquisadores identificaram 825 genes diferencialmente expressos, com 358 genes ativados e 467 reprimidos. Genes ligados à motilidade, como fliC e cheY, tiveram aumento de expressão. Os cientistas interpretaram essa resposta como possível estratégia de escape diante da pressão antagonista.

Repressão de genes

Ao mesmo tempo, genes ligados a virulência, transporte de substâncias, metabolismo de carbono e enzimas associadas à infecção tiveram repressão. Entre eles apareceram epsB, gsiB, yrbE, gnnB, malE e cbhA. O resultado indica menor investimento do patógeno em sistemas de virulência e manutenção fisiológica.

A metabolômica por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas identificou 532 metabólitos diferencialmente acumulados. Desse total, 346 aumentaram e 186 diminuíram no RSSC exposto à BB417. As vias enriquecidas incluíram metabolismo de purinas, biossíntese de aminoacil-RNA transportador, transportadores ABC e biossíntese de metabólitos secundários.

O L-glutamato surgiu como ponto central da interação entre BB417 e RSSC. A integração entre transcriptoma e metaboloma indicou interferência em transportadores ABC, sistemas de dois componentes e metabolismo de nitrogênio. A redução de L-glutamato coincidiu com repressão de genes de assimilação de amônia, redução de nitrato e regulação de virulência.

Suplementação externa

Os ensaios com suplementação externa confirmaram o papel do L-glutamato. A adição de 2,5 milimolares e 5 milimolares reduziu o halo bacteriostático em 54,2% e 73,1%, respectivamente. Com 10 milimolares e 15 milimolares, a redução chegou a 82,6% e 84,3%. Com 20 milimolares, a redução atingiu 92,7%. A suplementação não prejudicou o crescimento de BB417, segundo os controles do estudo.

Os pesquisadores concluíram que a BB417 pressiona o patógeno por competição nutricional e atividade antimicrobiana. O RSSC responde com maior motilidade, menor expressão de virulência e rearranjo metabólico. A disputa por L-glutamato aparece como eixo da interação entre o agente de biocontrole e o patógeno.

Outras informações em doi.org/10.1016/j.pestbp.2026.107188