Bactérias associadas a insetos podem ser ferramenta para agricultura sustentável

Pesquisa com apoio do Programa PIPE da FAPESP traz perspectivas para a produção de bioinsumos que fortalecem as defesas naturais das plantas

Agência FAPESP – Entender o papel dos microrganismos de insetos na interação com plantas hospedeiras, principalmente os associados à lagarta-do-cartucho, uma das principais pragas da cultura do milho, levou a engenheira agrônoma Diandra Achre a se aprofundar nos estudos sobre esse efeito.

Os insetos carregam consigo uma comunidade diversa de microrganismos como bactérias, fungos e vírus, que desempenham funções essenciais influenciando seu crescimento, alimentação e até na forma como interagem com as plantas, que muitas vezes são seu principal alimento”, diz Achre à Divisão de Comunicação da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz da Universidade de São Paulo (Esalq-USP).

Durante seu mestrado, a pesquisadora começou a investigar o que acontecia quando um grupo de bactérias associadas a insetos foi inoculado na planta de milho. Descobriu que algumas, ao colonizarem os tecidos das plantas, assumiam funções completamente diferentes. Aquilo que antes beneficiava o inseto passava a favorecer a planta: ajudando o milho a crescer mais saudável e, ao mesmo tempo, fortalecendo sua capacidade de defesa contra pragas e doenças. É como se a planta “aprendesse” a se defender ao reconhecer pistas associadas ao seu agressor.

“Essas bactérias aumentam a resistência sistêmica da planta, reduzindo o consumo e o desenvolvimento da lagarta-do-cartucho, chegando ao ponto de causar a mortalidade total das larvas. Isso mostra que a planta, ao se associar a essas bactérias, passa a responder mais rápido e de forma mais eficiente ao ataque da praga, produzindo compostos de defesa que normalmente estão ausentes ou são produzidos em baixa abundância nas plantas não inoculadas”, explica Achre.

Com base nesses resultados, já no doutorado, a engenheira decidiu investigar mais a fundo, buscando entender como essas bactérias modulam a fisiologia da planta e influenciam suas interações com outros organismos, como pragas e doenças. Para isso, foram analisadas alterações metabólicas, genéticas e bioquímicas.

“Utilizamos abordagens avançadas de biologia molecular e química, com o uso de ferramentas das ômicas. Essas técnicas permitiram mapear a ativação de genes, a produção de proteínas, modulação de metabólitos e a emissão de compostos de voláteis relacionados às vias de defesa da planta. Além da resposta às pragas, também exploramos o potencial dessas bactérias simbiontes em auxiliar o sistema imune da planta contra doenças como o enfezamento do milho, um patógeno agressivo transmitido por outro inseto, a cigarrinha-do-milho”, destaca.

O objetivo foi compreender como as interações planta, inseto, simbiose e patógeno desencadeiam respostas biológicas e como essas relações podem ser exploradas para o desenvolvimento de novas tecnologias de baixo impacto ambiental, que aumentem a produtividade agrícola e fortaleçam a saúde das plantas cultivadas.

Além das descobertas científicas, o projeto também trouxe impactos práticos e perspectivas promissoras para o setor produtivo. Nesse estágio, as pesquisas de Achre foram realizadas na empresa Integra Soluções Sustentáveis, de Jaú (SP), com apoio do Programa Centelha, no âmbito da parceria do Programa FAPESP Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (PIPE) com a Financiadora de Estudos e Projetos (Finep). O Programa Centelha é uma iniciativa para o incentivo ao empreendedorismo inovador.

Bioinsumos

Ao utilizar bactérias simbiontes como bioinsumos, é possível modular a fisiologia da planta, estimulando o crescimento vegetal, fortalecendo as defesas naturais contra pragas e doenças agressivas da cultura do milho e, consequentemente, aumentando a sua produtividade. Essa abordagem pode resultar em sistemas de cultivo mais resistentes e eficientes.

Além dos benefícios imediatos no campo, o estudo também permitiu a identificação de genes, proteínas e vias metabólicas ativadas pela interação com os simbiontes. Esses achados oferecem base para o desenvolvimento de novas tecnologias agrícolas, com potencial aplicação em programas de melhoramento genético ou edição genômica.

Assim, os microrganismos simbiontes investigados se configuram não apenas como agentes biológicos funcionais, mas como ferramentas biotecnológicas de alta precisão, com potencial para transformar estratégias de manejo agrícola e ampliar as fronteiras da inovação e da sustentabilidade no setor.

A pesquisadora, atualmente, segue contando com o apoio da FAPESP no projeto “Desenvolvimento da formulação de microrganismos simbiontes de insetos como inoculantes endofíticos de plantas: uma abordagem sistêmica contra as principais pragas do milho”, no âmbito do PIPE-FAPESP.