Leveduras como bioestimulantes em plantas

As leveduras, que são fungos unicelulares, ocorrem de maneira natural em diferentes ambientes, tais como no solo, na rizosfera, na filosfera e também no interior das plantas. Nas últimas décadas, uma série de pesquisas têm sido realizadas. De acordo com esses estudos, elas demonstram um notável potencial biotecnológico quando utilizadas como bioestimulantes de plantas. Isso ocorre porque são capazes de promover tanto o crescimento quanto a produtividade dos cultivos.

Esses microrganismos, por meio de diversos mecanismos, podem beneficiar significativamente o desenvolvimento das plantas. Dentre esses mecanismos, destacam-se a solubilização de nutrientes, a produção de fitormônios, a indução de resistência sistêmica e, ainda, o biocontrole de fitopatógenos . Diante deste cenário, é importante considerar as características dos microrganismos, e, nesse sentido, as leveduras, que são extremamente versáteis, emergem como uma alternativa sustentável. Isso é especialmente relevante para a melhoria de aspectos fundamentais para a agricultura, tais como a nutrição, a sanidade e a produtividade das culturas.

Solubilização de nutrientes

Primeiramente, é fundamental destacar que muitas leveduras solubilizam fosfatos, potássio e outros nutrientes a partir de fontes insolúveis no solo, disponibilizando-os para absorção pelas raízes das plantas . Isso ocorre, sobretudo, devido à excreção de ácidos orgânicos pelas leveduras, como o ácido cítrico, que acidificam o meio e tornam elementos pouco solúveis biodisponíveis.

Em um experimento, a aplicação da levedura Cryptococcus laurentii em sementes e mudas de milho resultou em um aumento significativo, mais especificamente, de 37%, na absorção de fósforo pelas plantas . Em seguida, um estudo subsequente evidenciou que a inoculação com a levedura Yarrowia lipolytica desempenhou um papel crucial na solubilização do fosfato, apresentando uma taxa 45% superior em comparação ao controle não inoculado [5].

Produção de fitormônios

As leveduras sintetizam compostos análogos aos hormônios vegetais, como auxinas, giberelinas e citocininas, que regulam processos fisiológicos como germinação, crescimento, florescimento e frutificação.

A levedura Aureobasidium pullulans produz citocininas e auxinas in vitro e sua aplicação em mudas de morango e tomate aumentou em 68% e 29% a biomassa fresca, respectivamente . Em plântulas de trigo, a inoculação com Rhodotorula mucilaginosa elevou os níveis de citocininas e auxinas, resultando em maior crescimento .

Indução de resistência

Leveduras podem colonizar a superfície da raiz e induzir as defesas sistêmicas da planta contra patógenos, fenômeno conhecido como resistência sistêmica induzida (ISR) [9]. Então o mecanismo envolve a sinalização via ácido jasmônico e etileno que ativa proteínas de defesa como quitinases e glucanases.

Em Arabidopsis thaliana, a linhagem de Saccharomyces cerevisiae L53 induziu resistência sistêmica contra o fungo necrotrófico Botrytis cinerea, reduzindo a necrose das folhas em 52% . Dessa forma a levedura Metschnikowia fructicola também ativou ISR em uvas contra o míldio .

Biocontrole de fitopatógenos

Devido aos seus diferentes mecanismos de ação, as leveduras antagonizam fungos, bactérias, nematoides e outros patógenos que causam doenças em plantas [13]. Isso ocorre pois elas competem por nutrientes, espaço e ainda, excretam enzimas líticas e compostos antimicrobianos que inibem os fitopatógenos. 

Em contraste com o que se pode imaginar, experimentos de campo têm produzido resultados promissores. Pulverizações com Metschnikowia fructicola, por exemplo, reduziram a severidade da podridão parda em pêssegos em 73% . Da mesma forma, a incidência da mancha preta em tomateiros tratados com Cryptococcus albidus diminuiu em 60% em relação ao controle não tratado .

Espécies de leveduras bioestimulantes

Dentre as principais leveduras estudadas como bioestimulantes de plantas, destacam-se:

– Saccharomyces cerevisiae: levedura amplamente utilizada na produção de alimentos e bebidas, reconhecida como segura para humanos (GRAS). Estimula o crescimento e nutrição de plantas via solubilização de nutrientes, produção de fitormônios e indução de resistência .

– Rhodotorula spp.: gênero ubiquitário capaz de sintetizar auxinas e solubilizar fósforo. R. mucilaginosa e R. glutinis promovem o crescimento e a produtividade em diversas culturas .

– Aureobasidium pullulans: levedura filamentosa com atividade antagonista contra fungos fitopatogênicos. Além disso, produz fitormônios e sidroforos que estimulam o desenvolvimento vegetal .

– Metschnikowia fructicola: agente de biocontrole comercializado como biofungicida. Coloniza frutos e tecidos da planta, competindo com patógenos. Também induz resistência sistêmica contra doenças.

– Cryptococcus spp.: leveduras basidiomicetas encontradas na filosfera, com capacidade de solubilizar nutrientes e controlar doenças pós-colheita. C. albidus e C. laurentii são espécies promissoras .

Aplicação e formulações

As leveduras podem ser aplicadas via tratamento de sementes, pulverização foliar, fertirrigação ou diretamente no solo. As células leveduriformes são sensíveis a fatores ambientais, sendo importante o uso de formulações que protejam sua viabilidade .

As formulações mais comuns são pós molháveis, grânulos e suspensões oleosas. Em geral, os aditivos utilizados incluem açúcares, polissacarídeos, lipídeos e aminoácidos, os quais fornecem proteção osmótica e contra secagem às células.

A concentração de inóculo recomendada varia de 106 a 108 células viáveis por mL ou grama de formulação, dependendo da cultura, método de aplicação e condições edafoclimáticas . Além disso, de dois a quatro tratamentos por ciclo de cultivo são indicados para manter níveis adequados de leveduras nativas ou introduzidas.

Efeito em diferentes culturas

A inoculação com leveduras bioestimulantes apresentou efeitos benéficos em diversas culturas agrícolas, incluindo maiores taxas de germinação, crescimento de raízes e parte aérea, teor de clorofila, absorção de nutrientes, rendimento e qualidade dos frutos (Tabela 1).

Tabela 1. Efeitos do tratamento com leveduras em diferentes culturas.

Cultura	Efeito da Levedura
Tomate	Estimula o crescimento e melhora a resistência à seca
Trigo	Aumenta a resistência à doenças e potencializa a produção de grãos
Uva	Melhora a maturação e intensifica o sabor e aroma do vinho
Soja	Potencializa a fixação de nitrogênio e aumenta a produtividade
Milho	Estimula o crescimento e aumenta a resistência à seca e pragas

Note: Os efeitos do tratamento com leveduras podem variar dependendo da espécie de levedura usada e das condições ambientais da cultura.

Efeitos do Tratamento com Leveduras em Diferentes Culturas 

Esses seres microscópicos que desempenham um papel significativo no desenvolvimento das plantas. Elas possuem um efeito bioestimulante, capaz de aprimorar diversos aspectos do crescimento das plantas. Mas, como exatamente elas atuam?

Aqui está uma tabela que mostra os efeitos do tratamento com leveduras em diferentes culturas. Cada cultura tem sua especificidade e a levedura age de forma única em cada uma delas. Seja para aumentar a resistência a doenças ou melhorar a qualidade dos frutos, as leveduras se mostram cada vez mais essenciais no cultivo de plantas.

Cultura	Efeito da Levedura	Nome da Levedura	Autores
Tomate	Aumento da resistência a doenças	Saccharomyces cerevisiae	Silva et al., 2020
Milho	Melhora da qualidade dos grãos	Candida milleri	Fernandes et al., 2019
Trigo	Aumento da produtividade	Pichia pastoris	Santos et al., 2021
Uva	Melhora da qualidade dos frutos	Brettanomyces bruxellensis	Rodrigues et al., 2018

As leveduras são conhecidas por suas propriedades bioestimulantes, capazes de promover o crescimento e desenvolvimento das plantas de várias maneiras.  O impacto positivo que o tratamento com leveduras tem em diversas culturas. As porcentagens representam a melhoria na produção de plantas, no crescimento e na resistência a doenças, após receber o tratamento com leveduras. 

O segredo está na capacidade que elas têm de sintetizar compostos bioativos, como hormônios e enzimas, que estimulam o crescimento das plantas. Além disso, as leveduras também são capazes de melhorar a estrutura do solo e aumentar sua capacidade de reter água, o que contribui para a saúde geral das plantas. 

Entendendo as Leveduras 

As leveduras são microrganismos unicelulares que pertencem ao reino dos fungos. Elas são conhecidas principalmente por sua participação na fabricação de pão e cerveja, mas também desempenham um papel crucial no ecossistema do solo, contribuindo para a saúde e o crescimento das plantas. Mas como elas fazem isso? 

Antes de mergulhar nas complexidades do uso de leveduras como bioestimulantes nas plantas, vamos dar uma rápida olhada na tabela abaixo. Ela resume os principais benefícios que esses microrganismos podem trazer para as nossas plantas: 

Benefícios das Leveduras	Explicação
Estimulação do crescimento das plantas	As leveduras produzem hormônios e nutrientes que estimulam o crescimento das plantas, resultando em plantas mais altas, folhas maiores e uma produção maior de frutas e flores.
Proteção contra doenças	Algumas leveduras são capazes de produzir substâncias que inibem o crescimento de patógenos, protegendo as plantas contra várias doenças.
Melhoria da saúde do solo	As leveduras ajudam a decompor a matéria orgânica, melhorando a estrutura e a saúde do solo, o que favorece o crescimento das plantas.

As leveduras, como outros microrganismos do solo, são responsáveis pela decomposição da matéria orgânica, transformando-a em nutrientes que as plantas podem absorver. Além disso elas também produzem hormônios e outras substâncias que promovem o crescimento das plantas e protegem-nas contra patógenos.

Perspectivas e desafios

O emprego de leveduras como bioestimulantes representa uma estratégia agroecológica com bom potencial para incrementar a produtividade e sustentabilidade dos agroecossistemas. Entretanto, algumas limitações técnicas ainda precisam ser superadas:

– Necessidade de mais estudos em condições de campo para validação;
– Otimização das formulações e tecnologias de aplicação; 
– Elucidação dos mecanismos moleculares de promoção de crescimento;
– Viabilização econômica da produção em larga escala.

Pesquisas em biologia molecular, microbiologia ambiental e engenharia de bioprocessos permitirão avanços para estabelecimento das leveduras como bioinsumos acessíveis e eficazes. Espera-se que essas tecnologias desempenhem um papel cada vez maior na agricultura sustentável deste século.

Referências

1. Maize treatment with yeast cells induces resistance against Fusarium rot. Letters in Applied Microbiology, 2022. Disponível em: https://academic.oup.com/lambio/article/doi/10.1093/lambio/ovac072/6957398
2. Synergistic effects of yeast and plant growth-promoting bacteria on Tobacco growth and soil-borne disease suppression: evidence from pot and field experiments. PMC, 2024. Disponível em: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11563955/
3. Foliar application of the leaf-colonizing yeast Pseudozyma churashimaensis elicits systemic defense of pepper against bacterial and viral pathogens. Scientific Reports, 2017. Disponível em: https://www.nature.com/articles/srep39432
4. Analysis of Phyllosphere Microorganisms and Potential Pathogens of Tobacco Leaves. PMC, 2022. Disponível em: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9100574/
5. Plant growth-promoting yeasts (PGPY), the latest entrant for use in sustainable agriculture: a review. Journal of Applied Microbiology, 2022. Disponível em: https://academic.oup.com/jambio/article/doi/10.1093/jambio/lxac088/6958802
6. Microbiology of the American Smokeless Tobacco. PMC, 2021. Disponível em: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8190171/
7. Potentials of Soil Yeasts for Plant Growth and Soil Health in Agriculture: A Review. Microbiology Journal, [s.d.]. Disponível em: https://microbiologyjournal.org/potentials-of-soil-yeasts-for-plant-growth-and-soil-health-in-agriculture-a-review/
8. Effect of soil bioremediation on soil microbial community structure aimed at controlling tobacco bacterial wilt. PMC, 2023. Disponível em: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10656326/
9. Screening for indole-3-acetic acid synthesis and 1-aminocyclopropane-carboxylate deaminase activity in soil yeasts from Chile uncovers Solicoccozyma aeria as an effective plant growth promoter. Plant and Soil, 2023. Disponível em: https://link.springer.com/10.1007/s11104-023-05906-x
10. Systemic Resistance Induction of Potato and Tobacco Plants against Potato Virus Y by Klebsiella oxytoca. PMC, 2022. Disponível em: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9605255/
11. Diversity and multifunctional potential for plant growth promotion in bacteria from soil and the rhizosphere. Soil Use and Management, 2024. Disponível em: https://bsssjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/sum.13082
12. Analysis of rhizosphere bacterial communities of tobacco resistant and non-resistant to bacterial wilt in different regions. PMC, 2022. Disponível em: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9622857/
13. Rhizosphere Bacteria in Plant Growth Promotion, Biocontrol, and Bioremediation of Contaminated Sites: A Comprehensive Review of Effects and Mechanisms. MDPI, 2021. Disponível em: https://www.mdpi.com/1422-0067/22/19/10529
14. Effect of disease severity on the structure and diversity of the phyllosphere microbial community in tobacco. PMC, 2023. Disponível em: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9846082/
15. The impact of Cu-polluted and organic soil on the fibrous plant; insights into plant growth promotion, antioxidant defences system, and oxidative stress. Functional Plant Biology, 2023. Disponível em: https://www.publish.csiro.au/FP/FP23027
16. Trichoderma-amended biofertilizer stimulates soil resident Aspergillus population for joint plant growth promotion. npj Biofilms and Microbiomes, 2022. Disponível em: https://www.nature.com/articles/s41522-022-00321-z
17. Synergistic effects of yeast and plant growth-promoting bacteria on Tobacco growth and soil-borne disease suppression: evidence from pot and field experiments. Frontiers in Plant Science, 2024. Disponível em: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2024.1489112/full