Resumo - Genética - USP

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GENÉTICA E MELHORAMENTO DE PLANTAS
LGN 5799 – Seminários em Genética e Melhoramento de Plantas
Departamento de Genética
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Contribuições da Fixação Biológica de Nitrogênio para a cultura da soja no Brasil
A fixação biológica de nitrogênio (FBN) juntamente com a fotossíntese são os
processos biológicos fundamentais para a manutenção dos ecossistemas terrestres. Apesar de
representar 78% da constituição gasosa da atmosfera, sob a forma de nitrogênio molecular
(N2), este elemento não é absorvido pelos eucariotos e pela maioria dos procariotos, que não
dispõe de um sistema enzimático para quebrar a tripla ligação entre os átomos de N. Os
procariontes, que possuem o complexo enzimático da nitrogenase são os únicos capazes de
fixar o nitrogênio atmosférico e convertendo em produtos assimiláveis pelos demais
organismos. Estes microrganismos podem ser de vida livre, ou associativos sendo que a
associação mais estudada é a relação Rhizobiaceae-leguminosas. Dentre estas a associação
entre a soja (Glycine max) e as bactérias Bradyrhizobium japonicum e B. elkanii, é
responsável pela nutrição nitrogenada desta cultura no Brasil e constitui um fator importante
para a produção deste grão, uma vez que toda a demanda de N da cultura é suprida por esta
associação, não sendo necessário o uso de fertilizantes nitrogenados o que representa uma
economia estimada em US$ 2,87 bilhões tomando como base a safra 2002/2003.
O cultivo em escala comercial de soja iniciou-se na década de 40 no Rio Grande do
Sul, a partir da década 60 houve um incremento na produção, quando a soja passou a ser
cultivada em rotação com o trigo e nos anos 70 com a expansão para os cerrados a soja
tornara-se um dos principais produtos agrícolas. Em 1963 foi formada a Comissão Nacional
da Soja, uma determinação desta comissão foi que o melhoramento deveria considerar a FBN
como um fator importante no desenvolvimento de cultivares, portanto passou-se a omitir
fertilizantes nitrogenados e a inocular as plantas com estirpes efetivas de Bradyrhizobim nos
programas de melhoramento. Os primeiros inoculantes utilizados foram importados dos
Estados Unidos. Os microbiologistas passaram a avaliar a performance destes com os
cultivares locais bem como a tolerância a solos ácidos, visando identificar estirpes mais
eficientes quanto à fixação de nitrogênio e boa capacidade de sobrevivência no solo. A
estratégia utilizada foi o re-isolamento de bactérias dos nódulos após alguns ciclos de plantio

e avaliação destas quanto à eficiência no processo de fixação. Esta prática levou a
identificação de algumas estirpes entre elas a SEMIA 566 isolada de nódulo da cultivar
Hardee, recomendada como inoculante de 1966-1978 e que contribuiu para o estabelecimento
da cultura na região sudeste. Outra estirpe importante, a SEMIA 587 foi isolada em 1967
apresentando uma excelente performance é ainda utilizada nos inoculantes.
O cultivo de soja nos cerrados exigiu a seleção de novas estirpes pois houve falhas na
nodulação com as estipes recomendadas. A estratégia de re-isolamento de bactérias do solo
levou a identificação da estirpe SEMIA5019 que apresentava tolerância a antibióticos pois se
creditava o insucesso da nodulação a produção de antibióticos por actinomicetos nos solos do
cerrado. Verificou-se depois que a cultivar IAC-2 utilizada inicialmente nos cerrados
apresentava incompatibilidade com as estipes recomendadas e era o principal fator
responsável pela falha na nodulação. Passou-se a recomendar para a região dos cerrados as
estirpes SEMIA5019 e SEMIA587.
Com o lançamento de cultivares mais produtivos e o estabelecimento de uma
população adaptada de bradirizóbios aos solos brasileiros, a identificação de estirpes que
combinassem alta capacidade de fixar N, tolerância às condições estressantes dos cerrados e
capacidade de competir com as estirpes já existentes no solo passaram a ser os objetivos dos
microbiologistas. Atualmente, a RELARE, rede de laboratórios para recomendação
padronização e difusão de tecnologia de difusão de inoculantes de microrganismos agrícolas
recomenda as estirpes SEMIA 587, CPAC15, CPAC7 e SEMIA5019 para a produção de
inoculantes para a cultura da soja no Brasil.
Referências
ALVES, J. R.; BODDEY, R. M.; URQUIAGA S. The success of BNF in soybean in Brazil.
Plant soil, v. 252, p. 1-9, 2003.
HUNGRIA, M.; FRANCHINI, J. C.; CAMPO, R. J.; GRAHAM, P. H. The importance of
nitrogen fixation to soybean cropping in South America. In: WERNER, D.; NEWTON, W. E.
(eds). Nitrogen Fixation in Agriculture, Forestry, Ecology, and the Environment.
Netherlands: Springer, 2005, p. 25-42.
VARGAS, M. T.; HUNGRIA,M.; Fixação biológica do nitrogênio na cultura da soja. In:
VARGAS, M. T.; HUNGRIA,M., (eds). Biologia dos Cerrados. Planaltina: Embrapa –
CPAC, 1997, p. 297-360.