Pesquisadores da Universidade Federal de Lavras descobrem bactérias que têm capacidade de fixar nitrogênio no solo. Prática é ambientalmente positiva, uma vez que fertilizantes podem provocar danos quando mal manejados
Márcia Maria Cruz
Estado de Minas: 10/11/2012
Um grupo de bactérias isoladas por pesquisadores da Universidade Federal de Lavras (Ufla) pode aumentar a produtividade das lavouras em todo o Brasil e também ajudar na recuperação de áreas degradadas pela mineração. As bactérias foram descobertas por acaso e receberam a denominação de Cupriavidus necator. Elas podem contribuir para o crescimento das plantas quando entram em simbiose com os organismos verdes, como também, quando presentes no solo, reduzir a contaminação dele por metais pesados, como zinco, cádmio, cobre e chumbo.
Os pesquisadores descobriram que as bactérias Cupriavidus necator estabelecem simbiose com diferentes espécies de leguminosas e são capazes de crescer em ambientes com diferentes valores de pH e altas concentrações salinas. Mesmo em condições adversas, as bactérias são capazes de se juntar às raízes e formar estruturas chamadas nódulos, onde ocorre o processo de fixação biológica de nitrogênio (veja quadro). A fixação consiste no processo de transformação do nitrogênio em sua forma gasosa em amônia ou nitrato, que podem ser assimilados por vegetais.
A descoberta foi feita por pesquisadores do grupo Bios Brasil, da Ufla, que estuda bactérias do solo capazes de realizar esse processo de fixação biológica de nitrogênio. Esse processo pode ocorrer por meio físico, biológico ou industrial. No biológico, o nutriente é retirado pelas plantas com ajuda de bactérias, muitas delas presentes em matéria orgânica depositada no solo. No entanto, nem sempre as quantidades são adequadas para que os vegetais cresçam. Para certos cultivos, é necessário promover o processo de forma artificial por meio da fixação industrial.
De forma natural, as bactérias aderem às raízes em um processo de simbiose e, a partir dessa relação, fornecem nitrogênio às plantas sob a forma de amônia ou nitrato, os principais alimentos para os vegetais. Como parte integrante das proteínas, dos aminoácidos e albuminoides, da clorofila e das enzimas, o nitrogênio contribui para a formação de anticorpos e sistema de defesa das plantas.
Embora o elemento químico corresponda a 80% da atmosfera, praticamente nenhum ser vivo o absorve na forma gasosa. Por essa razão, para servir de substrato para os vegetais, o nitrogênio costuma ser submetido ao processo industrial para ser convertido em fertilizantes químicos. Para que a reação ocorra são necessárias temperaturas de 400°C e alta pressão, o que torna a produção desses insumos agrícolas cara. Para a professora Fátima Maria de Souza Moreira, coordenadora do Bios Brasil, as bactérias Cupriavidus necator podem substituir os fertilizantes nitrogenados, reduzindo assim o custo de produção de diversas leguminosas.
A fixação de nitrogênio feita por essas bactérias é uma prática ambientalmente sustentável, uma vez que os fertilizantes nitrogenados podem provocar danos ambientais quando mal manejados. “O uso das bactérias representa uma biotecnologia vantajosa tanto do ponto de vista econômico quanto ambiental”, ressalta a professora. Para ser utilizável por seres vivos, o nitrogênio é combinado com o hidrogênio na forma de amônia, o principal alimento das plantas. Ao se unir às plantas, as bactérias Cupriavidus necator realizam esse processo de maneira natural por meio da enzima nitrogenase. Os pesquisadores do grupo Bios Brasil descobriram ainda que essas bactérias podem ser usadas também para recuperar ambientes contaminados, porque os metais pesados servem de substrato (molécula sobre a qual determinada enzima atua) para elas.
A DESCOBERTA
Ao coletar amostras de solo em pastagens do Sul de Minas,
a estudante de mestrado em microbiologia agrícola Ligiane Aparecida Florentino isolou bactérias com capacidade de
fixar nitrogênio atmosférico.
Tempos depois, a estudante Juliana dos Santos Costa verificou a capacidade de essas bactérias usarem como substrato para crescimento compostos petroquímicos, como gasolina e principalmente óleo diesel. As bactérias podem ser usadas
em projetos de aproveitamento econômico de rejeitos.
Por meio do sequenciamento em laboratório, verificou-se
que as bactérias isoladas pertenciam ao gênero Cupriavidus. No total, foram obtidas 42 estirpes bacterianas desse gênero em diferentes plantas e locais, o que representou a ampliação da coleção do setor de microbiologia da Ufla.
A pesquisa apresenta relevante contribuição científica ao relatar a capacidade de fixar nitrogênio para esse gênero
de bactérias. A capacidade havia sido relatada para a espécie Cupriavidus tawainensis, descrita por pesquisadores
chineses em 2001.
A equipe de pesquisadores de Lavras continuou os estudos
com as bactérias de Cupriavidus mantidas na coleção. Usando várias técnicas moleculares, a estudante de doutorado e pesquisadora da Embrapa-Roraima Krisle da Silva, durante treinamento na Universidade de Guent, na Bélgica, constatou que essas estirpes pertenciam à espécie Cupriavidus necator, cuja capacidade de fixar nitrogênio e gerar nódulos em leguminosas não havia sido relatada por outros pesquisadores.
A partir da descoberta, vários estudos foram realizados pela equipe da Ufla, resultando em duas teses de doutorado, uma dissertação de mestrado e uma monografia de conclusão de curso de graduação, além de quatro artigos publicados em periódicos científicos que são referência na área.
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