Solubilização de fosfato inorgânico por fungos filamentosos isolados de liquens e sedimentos da Antártica

O ambiente Antártico pode abrigar diferentes formas de vida adaptadas a condições físicas e químicas extremas, como temperatura fria, baixa disponibilidade de água, alta radiação UV, ventos fortes, diferentes pH e faixas de salinidade. Diante desta informação, fungos filamentosos adaptados a tais condições podem apresentar atividade de solubilizar fosfato insolúvel em solo para liberar fósforo (P) solúvel e torná-lo disponível para as plantas de forma diferenciada. Nesse contexto, o objetivo desse estudo foi selecionar fungos filamentosos de liquens e sedimentos da Antártica com capacidade solubilizar fosfato inorgânico e avaliar a solubilização de fosfato em condições de estresse salino, osmótico, diferentes fontes de fosfato e carbono. As amostras de liquens e sedimentos da Antártica foram coletadas durante a expedição OPERANTAR XXXVI, no verão austral de 2017/18. As 6 amostras de liquens de diferentes colorações foram coletadas nas Ilha Rei George – Punta Ullmann e Punta Hanequin, e as 4 amostras de sedimentos coletadas na Ilha Deception, Whalers Bay, localizadas nas Shetlands do Sul (Antártica marítima). Uma coleção de 82 cepas de fungos foi avaliada quanto a atividade de solubilização de fosfato inorgânico e 3 isolados de liquens e 8 de sedimentos apresentaram atividade para solubilização de fosfato em meio de cultura sólido NBRIP contendo fosfato tricálcico a 15,0 °C. Seis isolados foram selecionados durante a triagem em meio sólido com maiores halos de solubilização e avaliados a 15,0, 25,0 e 30,0 °C. Em meio sólido os fungos foram capazes de solubilizar nas três faixas de temperatura, com índice de solubilização (IS) variando entre 1,4 a 3,63 a 15 °C, de 1,3 a 3,57 a 25 °C e de 1,3 a 1,4 a 30 °C. Um dos maiores IS foi encontrado nos isolados Cladosporium sp. 1EM.P1  a 15 °C e Penicillium sp. 5Y.P4 a 25 °C com 3,63 e 3,57 mm, respectivamente. Em meio líquido, o isolado Cladosporium sp. 1EM.P1 foi o único a apresentar valores significativos para solubilização, com liberação média de P solúvel de 106,14 mg/Le com uma redução de pH de 7,0 para 4,38 a 15 °C, e a 25 °C com liberação de P solúvel de 80,89 mg/L e redução de pH de 7,0 para 5,40. Para os testes em condições de estresse, o Cladosporium sp. 1EM.P1 apresentou melhor solubilização quanto submetido a 0,5 M de NaCl. Em relação a variação de pH apresentou maior liberação de P solúvel em pH 8,0, enquanto em relação a fonte de carbono, apresentou melhor solubilização na presença da glicose. O Cladosporium sp. 1EM.P1 quando submetido a diferentes fontes de fosfato inorgânico, apresentou melhor solubilização na presença do fosfato tricálcico, com máximo em 15 dias de incubação. Os ácidos fórmico, fumárico, málico, succínico e cítrico foram identificados e quantificados por HLPC durante o processo de solubilização de fosfato pelos fungos antárticos. No geral, os resultados demonstraram que os fungos da Antártica são capazes de solubilizar fosfato em meio sólido, como também através da liberação do P solúvel no meio líquido, com destaque aos isolados de sedimento. Esses fungos solubilizadores de fosfato da Antártica podem servir como biofertilizantes potentes para melhorar o rendimento agrícola sem causar prejuízos a fertilidade do solo.

The Antarctic environment can support different life forms adapted to extreme physical and chemical conditions, such as cold temperature, low water availability, high UV radiation, strong winds, different pH and salinity ranges. Given this information, filamentous fungi adapted to such conditions develop the activity of solubilizing insoluble phosphate in soil to release soluble phosphorus (P) and make it available to plants. In this context, the aim of this study was to select filamentous fungi from lichens and sediments from Antarctica with the ability to solubilize inorganic phosphate and to evaluate the solubilization of phosphate under conditions of saline, osmotic stress, different sources of phosphate and carbon. The samples of lichen and sediments from Antarctica were collected during the OPERANTAR XXXVI expedition, in the austral summer of 2017/18. The 6 samples of lichens of different colors were collected at King George Island – Punta Ullmann and Punta Hanequin, and the 4 sediment samples collected at Deception Island, Whalers Bay, located in the South Shetlands (Maritime Antarctica). A collection of 82 fungal strains was evaluated for inorganic phosphate solubilization activity and 3 isolates from lichens and 8 from sediments showed activity for phosphate solubilization in solid NBRIP culture medium containing tricalcium phosphate at 15.0 °C. Six isolates were selected during screening in solid medium with greater solubilization halos and evaluated at 15.0, 25.0 and 30.0 °C. In solid media, the fungi were able to solubilize in the three temperature ranges, with solubilization index (IS) ranging from 1.4 to 3.63 at 15 °C, from 1.3 to 3.57 at 25 °C and from 1.3 to 1.4 at 30°C. One of the largest IS was found in the Cladosporium sp. 1EM.P1 at 15 °C and Penicillium sp. 5Y.P4 at 25°C with 3.63 and 3.57 mm, respectively. In a liquid medium, the Cladosporium sp. 1EM.P1 was the only one to present significant values ​​for solubilization, with an average release of soluble P of 106.14 mg/Le with a pH reduction from 7.0 to 4.38 at 15 °C, and at 25 °C with soluble P release from 80.89 mg/L and pH reduction from 7.0 to 5.40. For tests under stress conditions, Cladosporium sp. 1EM.P1 showed better solubilization when subjected to 0.5 M NaCl. Regarding the pH variation, it showed greater release of soluble P at pH 8.0, while in relation to the carbon source, it showed better solubilization in the presence of glucose. Cladosporium sp. 1EM.P1 when subjected to different sources of inorganic phosphate, showed better solubilization in the presence of tricalcium phosphate, with a maximum in 15 days of incubation. Formic, fumaric, malic, succinic and citric acids were identified and quantified by HLPC during the process of phosphate solubilization by Antarctic fungi. In general, the results showed that Antarctic fungi are able to solubilize phosphate in solid medium, as well as through the release of soluble P in the liquid medium, especially those isolated from sediment. These Antarctic phosphate-solubilizing fungi can serve as potent biofertilizers to improve agricultural yields without impairing soil fertility.

Acesso restrito solicitado pela autora. Provável liberação em 02 nov. 2022.

Acesso aberto em 17 jan. 2023

Acesso restrito solicitado pela autora. (01 fev. 2023). Liberação em 02 nov. 2023. (Novo Termo Registrado).