RELAÇÃO PLANTA ENDÓFITOS: ASPECTOS ECOLÓGICOS E FIXAÇÃO BIOLÓGICA DE NITROGÊNIO

Na simbiose inter e intracelular, entre microrganismos fixadores de nitrogênio e plantas, o desenvolvimento de uma forma endofítica de vida para o microrganismo simbionte é essencial. Tal desenvolvimento inclui uma série de etapas na interação planta-bactéria. Esta seqüência de etapas somente se desenvolve se existir uma relação homóloga específica entre as plantas hospedeiras e as bactérias. Isto sugere métodos apropriados visando o melhoramento genético vegetal, uma vez que, há grandes diferenças entre os genótipos das plantas e essas tendem a ser "menores" nos genótipos dos microrganismos, com relação à fixação biológica de nitrogênio.

Vale ressaltar aqui, a existência de interações específicas, entre os microrganismos endofíticos e plantas hospedeiras, as quais se refletem principalmente a nível fisiológico.

Estudos sobre atividade destes genes tanto da bactéria como da planta levaram ao descobrimento de flavonóides nas plantas, os quais afetam o sistema regulatório para a transcrição de diferentes genes que desenvolvem algum papel durante a infecção e início da nodulação. A forma endofítica de vida é essencial para a boa fixação de N2 e uso do N-fixado, para a nutrição das plantas. O endofítico deve ser protegido das diferentes enzimas das células hospedeiras, tais como proteases. Pode-se conceber que algumas enzimas afetem diretamente os endofíticos. Todos estes fatores juntos sustentam a atividade de bacteróides endofíticos ou formas endofíticas de outros microsimbiontes, mas também influenciam sua habilidade e longevidade, do que a eficiência do sistema de fixação de N2, para nutrição da planta (Quispel, 1988).

Um estudo sobre a simbiose entre Frankia e Alnus incana, foi realizado por Weber et al. (1989), onde avaliaram a eficiência de estirpes nativas de Frankia na fixação de N2 .

Estudos relacionados com FBN (fixação biológica de nitrogênio) têm sido realizados também na busca de solução para problemas tais como aumento da eficiência de nodulação em baixas pressões de O2 em milho (Alexander & Zuberer, 1989), limitação da infestação de nódulos de raízes de Cajanus cajan por insetos (Rivellia angulata: DIPTERA), por meio de transformação genética de genes de Bacillus thuringiensis subsp. israelensis, expressados nos nódulos das raízes inoculadas com espécies de Bradyrhizobium transformadas (Nambiar et al. ,1990).

De acordo com Döbereiner (1992a), a associação de Azospirillum com rizosfera de cereais e gramíneas tem sido uma forma alternativa com relação a simbiose entre Rhizobium e leguminosas. Entretanto, a descoberta de duas espécies de endofíticos diazotróficos em partes aéreas de cereais e outras plantas podem levar a mudanças no conceito das associações diazotróficas. A identificação de várias espécies de Azospirillum, formando associação com plantas não-leguminosas, expandiu as possibilidades de fixação biológica de nitrogênio em cereais e gramíneas. Estes microrganismos são considerados do solo, assim como Herbaspirillum seropedicae isolado inicialmente de raiz e caule de vários cereais. Ambas espécies apresentam crescimento aerotáctil em meio semi-sólido sem N e alta atividade da nitrogenase, assim como fraca patogenicidade para plantas (Döbereiner), 1992a).

Um outro diazotrófico, Acetobacter diazotrophicus é também considerado um endófito de plantas de cana-de-açúcar, sendo encontrado no colmo e folhas deste vegetal. Esta bactéria não foi isolada do solo e ocorre predominantemente em plantas propagadas vegetativamente. Ela foi também isolada de esporos de fungos micorrízicos arbusculares (VAM), e pode ser introduzida em cana, sorgo e batata-doce, via infecção com VAM, usando-se seus esporos. Portanto a possibilidade de infectar plântulas de cana-de-açúcar com diazotróficos endofíticos via fungos micorrízicos arbusculares (MVA) representa uma oportunidade ímpar de introdução de bactérias selecionadas ou melhoradas geneticamente nas plantas que então se tornariam propagáveis juntamente com os colmos (Döbereiner, 1992b).

Estas descobertas recentes abrem formas inteiramente novas de expansão da fixação biológica de nitrogênio para cereais e gramíneas. Isto já é possível, como demonstram estudos recentes de balanço de 15N e N, em cana-de- açúcar, onde mais de 150 Kg N.ha-1. ano-1 foram obtidos através da fixação biológica de nitrogênio (Döbereiner,1992b). Com isso, a extensão da fixação biológica de nitrogênio para cereais e gramíneas tem sido a principal linha de pesquisa com organismos endofíticos nas duas últimas décadas.