Megatendências / Biorrevolução

Crescente importância do microbioma de plantas e animais para a sustentabilidade do agro

 

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O desenvolvimento e uso de ferramentas moleculares impulsionados com o sequenciamento do genoma humano, concluído em 2004 (International Human Genome Sequencing Consortium, 2004), e posteriormente com o sequenciamento do microbioma humano (Turnbaugh et al., 2007), têm revelado a imensa quantidade e diversidade de microrganismos intimamente associados a virtualmente todos os seres vivos. Surpreendentemente, microbiomas de plantas e animais desempenham funções similares relacionadas ao desenvolvimento e à manutenção da saúde do hospedeiro (Mendes; Raaijmakers, 2015).

No futuro, o microbioma6O microbioma é uma comunidade microbiana específica que ocupa um habitat razoavelmente bem definido por propriedades físico-químicas distintas. O microbioma não se refere apenas aos microrganismos envolvidos, mas também abrange seu “teatro de atividade”, o que resulta na formação de nichos ecológicos específicos. O microbioma forma um microecossistema dinâmico e interativo sujeito a mudanças no tempo e em escala, é integrado a macroecossistemas, incluindo hospedeiros eucarióticos, sendo crucial para seu funcionamento e saúde (Berg et al., 2020). será visto como uma extensão do genoma do hospedeiro (Oyserman et al., 2021), oferecendo serviços que beneficiam diretamente a planta ou o animal, incluindo, nutrição, proteção contra patógenos e mitigação dos efeitos deletérios de estresses abióticos (Mendes et al., 2013; Mendes; Raaijmakers, 2015). Para que isso seja alcançado, é necessário um maior entendimento dos mecanismos moleculares que regem as interações entre as complexas comunidades microbianas e seus respectivos hospedeiros.

Nesse contexto, o uso de uma abordagem multiômica (Wang et al., 2019), combinada com robustos pipelines analíticos de bioinformática (Knight et al., 2018), será fundamental para o avanço na fronteira do conhecimento que possibilitará uma quebra de paradigma na manipulação do componente biológico dos sistemas de produção, que é a transição da abordagem tradicional baseada no uso de um ou poucos microrganismos isolados para uma abordagem baseada no manejo do microbioma de plantas (Ray et al., 2020) e animais (Yáñez-Ruiz et al., 2015). O fenótipo da planta é considerado o drive mais próximo da composição do microbioma ─ a herdabilidade do microbioma varia a anatomia e o desenvolvimento da planta ─ e com relação ao genótipo da planta, por sua vez, podendo fornecer uma leitura do comportamento do microbioma e função (o fenótipo emergente de um microbioma no que se refere ao hospedeiro) (Wagner, 2021). 

O manejo do microbioma em sistemas de produção deverá ser integrado aos componentes físicos e químicos dos solos. O uso de bioinsumos associados à manipulação do microbioma da rizosfera das plantas ou do sistema digestivo dos animais possibilitará o desenvolvimento de estratégias sustentáveis para a produção de alimentos (Berg et al., 2020; D’Hondt et al., 2021).

Referências

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