O microrganismo Metarhizium anisopliae está entre os fungos mais estudados nos programas de controle biológico de pragas agrícolas e promoção do crescimento das plantas

Pesquisador mostra como um fungo comum remove mercúrio tóxico do solo e da água

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Um pesquisador da Universidade de Maryland e seus colegas descobriram que o fungo Metarhizium robertsii remove o mercúrio do solo ao redor das raízes das plantas e da água doce e salgada.
Os pesquisadores também modificaram geneticamente o cogumelo para amplificar seus efeitos desintoxicantes de mercúrio. A contaminação do solo e da água por mercúrio é uma ameaça global à saúde pública.

Este novo trabalho sugere que o Metarhizium pode ser uma maneira barata e eficaz de proteger as plantações em áreas contaminadas e remediar cursos d’água carregados de mercúrio.

O estudo, conduzido pelo professor de entomologia da UMD Raymond St. Leger e pesquisadores no laboratório de seu ex-colega de pós-doutorado Weiguo Fang (agora na Universidade de Zhejiang, em Hangzhou, China), foi publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) em 14 de novembro de 2022.

St. Leger disse em um comunicado:

“Este projeto, liderado pelo Dr. Fang, descobriu que o Metarhizium impede que as plantas absorvam mercúrio. Apesar de ser plantada em solo contaminado, a planta cresce normalmente e é comestível. Além do mais, o fungo sozinho pode remover rapidamente o mercúrio da água doce e salgada.”

Metarhizium robertsii o fungo que remove o mercúrio do solo

Metarhizium Robertsii.
Metarhizium Robertsii.

Metarhizium é um fungo quase onipresente, e trabalhos anteriores do laboratório St. Leger mostraram que ele coloniza raízes de plantas e as protege de insetos herbívoros.

Os cientistas sabiam que Metarhizium é frequentemente um dos únicos seres vivos encontrados no solo de lugares tóxicos como minas de mercúrio.

Mas ninguém havia determinado anteriormente como o fungo sobreviveu em solo contaminado por mercúrio, ou se isso teve implicações para as plantas com as quais o fungo costuma viver.

Leger e outros colegas já haviam sequenciado o genoma do Metarhizium, e Fang observou que ele contém dois genes muito semelhantes aos presentes em uma bactéria conhecida por desintoxicar ou biorremediar o mercúrio.

Para o estudo atual, os pesquisadores conduziram vários experimentos de laboratório e descobriram que o milho infectado com Metarhizium cresceu igualmente bem se plantado em solo limpo ou solo carregado de mercúrio.

Pesquisador mostra como um fungo comum remove mercúrio tóxico do solo e da água
A poluição do solo e da água por mercúrio é uma ameaça global à saúde pública. Este novo trabalho sugere que o Metarhizium pode fornecer uma maneira econômica e eficiente de proteger as culturas cultivadas em áreas poluídas e remediar cursos d’água carregados de mercúrio.

Além disso, nenhum mercúrio foi encontrado nos tecidos vegetais do milho cultivado em solo contaminado.

Em seguida, os pesquisadores modificaram geneticamente os fungos, removendo os dois genes semelhantes aos das bactérias remediadoras de mercúrio.

Quando eles repetiram seus experimentos, o Metarhizium modificado não mais protegia as plantas de milho do solo carregado de mercúrio, e o milho morreu.

Para testar se os genes forneciam as qualidades desintoxicantes, os pesquisadores os inseriram em outro fungo que normalmente não protege o milho do mercúrio. O novo fungo modificado agiu como Metarhizium, protegendo as plantas do solo carregado de mercúrio.

Você pode remover o mercúrio da água doce!

Análises microbiológicas revelaram que os genes em questão expressavam enzimas que quebram formas orgânicas altamente tóxicas de mercúrio em moléculas de mercúrio inorgânico menos tóxicas.

Aspectos morfológicos das células e hifas do fungo entomopatogênico Metarhizium anisopliae.
Aspectos morfológicos das células e hifas do fungo entomopatogênico Metarhizium anisopliae.

Finalmente, os pesquisadores modificaram geneticamente o Metarhizium para expressar mais genes desintoxicantes e aumentar sua produção de enzimas desintoxicantes.

Em seu experimento final, os pesquisadores descobriram que podiam remover o mercúrio da água doce e salgada em 48 horas, misturando-o com Metarhizium.

O próximo passo será realizar experimentos de campo na China para ver se o Metarhizium pode transformar ambientes tóxicos em campos produtivos para o cultivo de milho e outras culturas.

Os métodos atuais de remediação de solos contaminados requerem a remoção ou neutralização de toxinas de campos inteiros antes que qualquer coisa possa ser plantada. Isso pode ser muito caro e demorado.

Metarhizium impede que as plantas absorvam mercúrio
Metarhizium impede que as plantas absorvam mercúrio.


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Mas o Metarhizium simplesmente desintoxica o solo imediatamente ao redor das raízes das plantas, impedindo-as de absorver a toxina.

O microrganismo Metarhizium anisopliae está entre os fungos mais estudados nos programas de controle biológico de pragas agrícolas e promoção do crescimento das plantas
O microrganismo Metarhizium anisopliae está entre os fungos mais estudados nos programas de controle biológico de pragas agrícolas e promoção do crescimento das plantas.

Saint Leger acrescentou:

“Permitir que as plantas cresçam em ambientes ricos em mercúrio é uma maneira de esse fungo proteger sua planta. É o único micróbio que conhecemos com potencial para ser usado dessa forma, porque bactérias com as mesmas habilidades genéticas para desintoxicar o mercúrio não crescem em plantas. Mas você pode imaginar apenas mergulhar as sementes em Metarhizium e plantar colheitas que agora estão protegidas de solos ricos em mercúrio.”

Além de seu potencial como uma ferramenta econômica para recuperar terras contaminadas para a agricultura, o Metarhizium pode ajudar a remover o mercúrio de pântanos e cursos de água contaminados que estão cada vez mais ameaçados pela contaminação do mercúrio à medida que as mudanças climáticas e o degelo do permafrost aceleram a liberação do metal tóxico em solos e oceanos.

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Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

Luana Seretni
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