Caracterização filogenética de isolados bacterianos do solo por sequenciamento parcial do gene 16S rRNA e interferência de seu potencial agrobiotecnológico

Abstract

Frente aos desafios da agricultura global, as práticas agrícolas tradicionais baseadas em fertilizantes químicos e pesticidas têm se mostrado inviáveis a longo prazo devido aos impactos ambientais irreversíveis, tornando indispensável a adoção de alternativas sustentáveis. O presente trabalho teve como objetivo caracterizar filogeneticamente isolados bacterianos de solo agrícola por meio do sequenciamento do gene 16S rRNA, avaliando seu potencial de aplicação como bioinsumos. Para isso, foram selecionados 11 isolados bacterianos provenientes de solos de diferentes culturas, os quais foram cultivados e submetidos à extração de DNA para amplificação e sequenciamento do referido gene. As análises das assinaturas moleculares foram realizadas por ferramentas de bioinformática, permitindo a construção de um dendrograma filogenético que integrou as sequências obtidas, 6 isolados do estoque do Laboratório de Genética Bacteriana e Biologia Aplicada (LGBBA), 12 linhagens comerciais predefinidas e sequências complementares de organismos relacionados. Os resultados revelaram proximidades filogenéticas consistentes entre os isolados do estudo e as cepas comerciais. O clado pertencente à ordem Caryophanales representou o agrupamento mais complexo da árvore, reunindo de forma robusta os isolados BioAdd 1, BioAdd 2, BioAdd 3, BioAdd 4, BioAdd 5 e V05_13, que compartilharam o mesmo nó com as linhagens comerciais Bacillus mojavensis MVY-007, Bacillus amyloliquefaciens MVY-008, Bacillus aryabhattai MVY-004 e Bacillus megaterium. Conclui-se que a proximidade evolutiva observada consolida a abordagem filogenética como uma ferramenta biotecnológica eficaz para a triagem e identificação de potenciais bioinsumos agrícolas. Esse mapeamento abre perspectivas promissoras para a realização de futuros ensaios in vitro e in vivo voltados à confirmação das atividades de promoção de crescimento vegetal, solubilização de fosfato, produção de fitormônios e biocontrole

Faced with the challenges of global agriculture, traditional farming practices based on chemical fertilizers and pesticides have proven unviable in the long term due to irreversible environmental impacts, making the adoption of sustainable alternatives indispensable. This study aimed to phylogenetically characterize bacterial isolates from agricultural soil through 16S rRNA gene sequencing and evaluate their potential application as agricultural bioinputs. To this end, 11 bacterial isolates from soils of different crops were selected, cultivated, and subjected to DNA extraction for the amplification and sequencing of the target gene. Molecular signature analyses were performed using bioinformatics tools to construct a phylogenetic dendrogram integrating the obtained sequences, 6 isolates from the Laboratory of Bacterial Genetics and Applied Biology (LGBBA) stock, and 12 predefined commercial strains. The results revealed consistent phylogenetic proximities between the study isolates and commercial strains. The clade belonging to the order Caryophanales represented the largest and most complex cluster in the tree, robustly grouping the isolates BioAdd 1, BioAdd 2, BioAdd 3, BioAdd 4, BioAdd 5, and V05_13, which shared the same node with the commercial strains Bacillus mojavensis MVY-007, Bacillus amyloliquefaciens MVY-008, Bacillus aryabhattai MVY-004, and Bacillus megaterium. It is concluded that the observed evolutionary proximity consolidates the phylogenetic approach as an effective biotechnological tool for screening and identifying potential agricultural bioinputs. This mapping opens promising prospects for future vitro and vivo assays to confirm plant growth-promoting activities, phosphate solubilization, phytohormone production, and biocontrol.