Um estudo conduzido pela Embrapa em parceria com a Universidade Brandeis , nos Estados Unidos, descobriu que arqueas extremófilas (um grupo de microrganismos distintos das bactérias e adaptados a condições extremas) podem aumentar a tolerância do milho à salinidade excessiva no solo, permitindo que as plantas cresçam vigorosamente mesmo sob condições de estresse salino. Os pesquisadores demonstraram que as arqueas colonizam a rizosfera, a região do solo ao redor das raízes, marcada por intensas trocas químicas e biológicas. O estudo foi publicado no periódico Environmental Microbiome .

Os microrganismos foram isolados das raízes da planta <i>Atriplex nummularia</i>, uma espécie de arbusto naturalmente adaptado à salinidade e utilizado na fitorremediação de solos salinos. Após cultivo em laboratório, foram avaliados em plantas de milho. Essa cultura é estratégica para a produção de alimentos e altamente sensível à salinidade do solo, que compromete o crescimento da planta e reduz a produtividade.

Em experimentos conduzidos em condições controladas, os pesquisadores observaram que, sob estresse salino, as arqueas reduziram os efeitos tóxicos do sal, permitindo que o milho mantivesse um crescimento mais vigoroso e uma maior tolerância fisiológica do que as plantas que não foram tratadas com arqueas. 

A análise por qPCR (uma técnica molecular para detectar a quantidade de microrganismos presentes em uma amostra) do gene 16S rRNA específico para arqueas confirmou a colonização bem-sucedida. A abundância de microrganismos na rizosfera do milho aumentou proporcionalmente ao aumento da salinidade do solo.

O sequenciamento completo do genoma identificou genes associados à produção de fitormônios (hormônios vegetais), como auxinas, e osmoprotetores, substâncias que ajudam a manter o equilíbrio hídrico celular em ambientes salinos. A descoberta destaca o potencial das arqueas para interagir com a planta e mitigar o estresse osmótico causado pelo sal. Nos experimentos, a presença dos microrganismos aumentou a biomassa e manteve os níveis de clorofila mesmo sob altas concentrações de sal.

Os resultados destacam o potencial da tecnologia para aumentar a estabilidade da produção de alimentos em áreas afetadas pela salinização. Ao contrário das bactérias, que são os organismos mais conhecidos, as arqueas pertencem a um domínio próprio de organismos vivos e são notáveis ​​por sua alta resistência a condições químicas extremas.

Potencial da biotecnologia

Segundo Itamar Melo , pesquisador da Embrapa Meio Ambiente que coordenou o estudo, solos salinizados são frequentemente excluídos da produção agrícola e se tornam um passivo ambiental significativo, visto que existem poucas tecnologias eficazes para sua recuperação. O pesquisador destaca que as principais culturas comerciais são sensíveis à salinidade excessiva, o que limita ainda mais o uso dessas áreas.

Segundo ele, o uso desses microrganismos adaptados a ambientes salinos, que coevoluíram com plantas halófitas (plantas naturalmente tolerantes ao sal), surge como uma alternativa para reduzir os danos causados ​​pela salinidade e viabilizar o cultivo em solos antes considerados improdutivos. “O problema não se limita ao Semiárido brasileiro, onde cerca de 30% das áreas irrigadas são afetadas pela salinização. Ele está presente em diversas regiões do Brasil e do mundo.”

Melo destaca que a situação se agrava em áreas com altas taxas de evaporação e práticas de manejo inadequadas, como a irrigação com água salobra. “Nesse contexto, os inoculantes microbianos à base de arqueias representam uma inovação promissora no campo dos bioinsumos e podem abrir novas possibilidades para a agricultura em áreas degradadas.” 

O pesquisador João Paulo Ventura, afiliado à Embrapa Meio Ambiente, onde concluiu seu doutorado, liderou a pesquisa, conduzindo os experimentos e analisando os dados do estudo. Segundo ele, as descobertas podem mudar a forma como a ciência enxerga esses microrganismos.

Para Ventura, o estudo demonstra que as arqueias não só são capazes de sobreviver em ambientes extremos, como também podem se tornar aliadas estratégicas para a agricultura sustentável. Até então, as interações entre plantas e arqueias eram pouco compreendidas e raramente estudadas, em grande parte devido às dificuldades envolvidas no cultivo desses microrganismos em laboratório.

O pesquisador afirma que os experimentos mostraram que, quando inoculadas, as arqueias estabelecem uma colonização competitiva e bem-sucedida das raízes do milho. "A abundância desses microrganismos aumenta à medida que os níveis de salinidade do solo aumentam, indicando sua capacidade de adaptação a condições adversas e seu potencial de uso em áreas afetadas pela salinidade."

Segundo ele, as descobertas redefinem o papel desses organismos. "Antes consideradas curiosidades da microbiologia associadas a ambientes extremos, as arqueas agora começam a ser vistas como ferramentas biotecnológicas práticas com potencial para apoiar a produtividade agrícola e contribuir para a segurança alimentar em áreas afetadas pela salinização e pelas mudanças climáticas", afirma.

Aplicações práticas no campo

A curto prazo, os resultados sugerem potencial para testes em condições reais de produção. Bioinoculantes produzidos a partir de arqueias isoladas de ambientes naturalmente salinos ou de consórcios microbianos adaptados a esse estresse poderiam ser avaliados para aplicação em sementes ou diretamente no solo antes da semeadura. 

A hipótese é que a estratégia ajudará culturas como milho, feijão e hortaliças a manterem seu desempenho produtivo em áreas irrigadas com água salobra, situação comum no Semiárido Nordeste brasileiro. Quando integrada a práticas de manejo já estabelecidas — como rotação de culturas com halófitas (espécies adaptadas a ambientes de alta salinidade), plantio direto e adubação balanceada, por exemplo —, a inoculação microbiana pode reduzir os efeitos da salinização nas culturas, aumentar a resiliência dos sistemas agrícolas e contribuir para a segurança alimentar e a renda rural.