Os solos são sistemas fascinantemente complexos. Não apenas pelos processos químicos, mas pelas interações dinâmicas entre inúmeros microrganismos e seu papel no ciclo de nutrientes do solo. Os fungos micorrízicos arbusculares são os parceiros simbióticos de 80% de todas as plantas vasculares e ajudam na absorção de nutrientes pelas plantas. Eles podem formar uma rede de hifas em torno das raízes das plantas e crescer em direção a manchas ricas em nutrientes no solo. As bactérias também são cruciais na disponibilização de nutrientes para as plantas, mas são um pouco menos móveis no solo.

Doutores Feiyan Jiang, Gu Feng e colegas da Agricultural University (Bejing) e do James Hutton Institute investigaram se uma bactéria solubilizadora de fósforo (P) pode “viajar” nas hifas de um fungo micorrízico. Os pesquisadores descobriram que, de fato, as bactérias podem se mover em direção aos nutrientes ao longo das hifas dos fungos em placas de Petri e experimentos de solo, mas as bactérias não podem se transferir sem que os fungos forneçam alguma fonte de energia.

Jiang, Feng e colegas usaram a bactéria solubilizadora de P, Rahnella aquatilis e os bem estudados fungos micorrízicos, Rizofago irregular para os experimentos. Os pesquisadores dividiram as placas de Petri em um compartimento de inoculação para algumas raízes de cenoura e fungos e um compartimento alvo com nutrientes. Os dois compartimentos foram divididos por uma abertura de ar, de modo que os fungos precisavam criar hifas através dela para atingir o compartimento alvo.

Para um experimento, os cientistas substituíram as hifas dos fungos por fibra de náilon no espaço de ar para testar se as hifas fornecem apenas uma ponte física para as bactérias. Para testar se as bactérias precisam de uma camada de filme de água para se mover através das hifas ou fibras, os pesquisadores também adicionaram um pouco de água e diferentes fontes de carbono (por exemplo, glicose). Enquanto Rahnella aquatilis é uma bactéria móvel, os pesquisadores também usaram bactérias não flageladas (Micrococo luteus) como uma comparação da mobilidade bacteriana. Jiang, Feng e seus colegas também investigaram as interações de bactérias e fungos nos solos, enterrando colunas de transporte de hifas antes de cultivar plantas de milho e adicionando os fungos micorrízicos e P. Os pesquisadores também investigaram diferentes atividades gênicas para capturar os mecanismos subjacentes das interações de bactérias e fungos ao longo os experimentos.

Jiang, Feng e colegas descobriram que o filme de água e os exsudatos de fungos impulsionavam o movimento das bactérias solubilizadoras de P. A bactéria não poderia viajar na fibra de náilon no espaço de ar, exceto quando a fibra no fundo da placa de Petri for revestida com uma fonte de carbono. A bactéria não flagelada não chegou ao compartimento alvo. Quando a bactéria foi transportada pelos fungos micorrízicos, mais P orgânico foi mineralizado em todos os experimentos.

“No presente estudo, descobrimos que as hifas fúngicas AM [arbuscular mycorrhizal] poderiam servir como vias para bactérias solubilizadoras de fosfato, levando à distribuição heterogênea de bactérias de acordo com a disponibilidade de P orgânico e facilitação da mineralização de P”, escreveram Jiang, Feng e colegas .

A análise da expressão gênica mostrou que um gene transportador de glicose e um gene chave para a divisão celular nas bactérias solubilizadoras de P aumentaram quando a bactéria estava viajando nas hifas do fungo, em comparação com a viagem na fibra de nylon revestida. No geral, este estudo mostrou que os fungos micorrízicos arbusculares recrutam, transportam e estimulam ativamente as bactérias solubilizadoras de P para mineralizar o P orgânico com benefício para os fungos.

“Nossos resultados podem ser aproveitados para gerenciar melhor as interações planta-micróbio e melhorar a capacidade de inóculos biológicos envolvendo fungos e bactérias AM para aumentar a sustentabilidade das culturas agrícolas em condições limitadas de P”.