Estudo do genoma de bactéria da cana é publicado em revista científica

(14/10/09)

Gluconacetobacter diazotrophicus foi isolada pela primeira na Embrapa Agrobiologia em 1988

A renomada revista britânica BMC Genomics (PDF disponível em http://www.biomedcentral.com/content/pdf/1471-2164-10-450.pdf) acaba de publicar a o estudo do sequenciamento genético de bactéria Gluconacetobacter diazotrophicus, encontrada em culturas agrícolas, como a cana-de-açúcar, o café e a batata-doce. Denominado Programa Genoma do Estado do Rio de Janeiro (RioGene), o projeto, que começou em 2000, recebeu o apoio da FAPERJ e do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e contou com a participação da Embrapa Agrobiologia, UFRJ, UERJ, UENF, UFRRJ, PUC-RIO e LNCC.

Apesar de estar há pouco tempo no ar, o trabalho já é um dos mais acessados na revista, o que demonstra a importância do tema Fixação biológica de nitrogênio para a comunidade científca internacional.

Com os genes decifrados, o potencial de geração de nitrogênio da bactéria poderá ser aumentado, estimulando o seu funcionamento como adubo natural. Isto pode significar uma redução de até 30 % da quantidade de fertilizantes nitrogenados aplicados em toda área de cana-de-açúcar no Brasil. Uma economia que poderá chegar a R$ 59 milhões anuais somente nesta cultura.

Bactéria do Bem

A Gluconacetobacter diazotrophicus foi isolada pela primeira vez por pesquisadores da Embrapa Agrobiologia (Seropédica), liderados pela Dra. Johanna Döbereiner, em 1988. A bactéria é essencial para o crescimento de espécies vegetais como a cana-de-açúcar, batata-doce, abacaxi, capim elefante e café porque é uma das principais responsáveis pelo processo denominado "fixação biológica de nitrogênio" (FBN), em que o elemento é retirado da atmosfera e transferido para as plantas. A bactéria produz ainda hormônios vegetais e aumenta o sistema radicular (raízes), ampliando a absorção de nutrientes do solo.

A bactéria também é uma das cinco espécies que constituem o inoculante de cana-de-açúcar lançado em 2008 pela Embrapa (Gluconacetobacter diazotrophicus, Herbaspirillum seropedicae, Herbaspirillum rubrisubalbicans, Azospirillum amazonense e Burkholderia tropica).

Genômica Funcional e Transgenia de Microrganismos

O mapeamento dos genes da bactéria Gluconacetobacter diazotrophicus foi fundamental para o trabalho que vem sendo feito atualmente pela equipe da área de Genética e Bioquímica da Embrapa Agrobiologia. Com o conhecimento do DNA da Gluconacetobacter diazotrophicus, a idéia é torná-la ainda mais benéfica, através de alterações especificas no genoma.

Apesar do conhecimento do genoma completo da bactéria, não se sabe exatamente todas as funções dos genes. Apenas cerca de 40 por cento são conhecidos. Com a pesquisa, pretende-se obter mais informações sobre as funções e rotas destes genes que estejam ligadas diretamente a interação com a planta cana-de-açúcar. A pesquisa procura saber agora quais são os genes dentro da bactéria responsável pelos efeitos benéficos para a planta. É o que se denomina genômica funcional.

Na verdade, o sequenciamento permitiu identificar todo o potencial que a bactéria possui, mas não se sabe como ela utiliza estes genes. É isto que a pesquisa agora quer responder.

O sequenciamento genético da Gluconacetobacter diazotrophicus também vai permitir o avanço em outro estudo que vem sendo realizado desde a década de noventa na Embrapa Agrobiologia que é a pesquisa com o Bacillus thuringiensis.

A idéia é produzir uma bactéria transgênica que seja capaz de combater a broca do colmo, uma praga que causa grandes prejuízos a cultura da cana, e que ao mesmo tempo tenha a capacidade de fixar o nitrogênio do ar.

Utilizando técnicas de biologia molecular, como o isolamento de genes e a transgenia, a pesquisa visa inserir um gene presente no Bacillus thuringiensis, e que é altamente letal contra a Diatraea saccharalis (causador da broca do colmo), na bactéria Gluconacetobacter diazotrophicus. Como já existe um inoculante para a cana com esta bactéria, a idéia, segundo o coordenador desta pesquisa, pesquisador José Ivo Baldani, é que ao inocular a planta com este microrganismo transgênico, ela além de fixar o Nitrogênio, passe a produzir também a toxina para o combate a praga. Isto é inédito pois não existe nenhuma bactéria transgênica introduzida na agricultura. Não há nem mesmo uma legislação no Brasil que prevê este tipo de transgenia e portanto estudos adicionais precisarão ser conduzidos para o uso da bactéria em larga escala no campo.

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