A agricultura moderna depende fortemente de cultivares de alto rendimento, fertilizantes sintéticos e pesticidas para atender à demanda alimentar em um cenário de mudanças climáticas. Embora esses insumos tenham elevado a produtividade, também degradaram a saúde do solo e reduziram drasticamente a diversidade microbiana. O solo é o habitat mais biodiverso do planeta e abriga microrganismos que formam associações benéficas com as plantas (Beneficial Microbial Associations – BMAs). Essas associações melhoram a aquisição de nutrientes, o crescimento e a resistência a estresses bióticos e abióticos.

Exemplos clássicos incluem:

- Fungos micorrízicos arbusculares (AMF), presentes em cerca de dois terços das plantas terrestres, que expandem a zona de exploração radicular e podem fornecer 40–90% do nitrogênio e fósforo absorvidos.

- Bactérias fixadoras de nitrogênio (como *Rhizobium*), responsáveis por mais de 90% do nitrogênio fixado em leguminosas.

- Bactérias, fungos e protistas promotores de crescimento vegetal (PGPB, PGPF e PGPP).

   Apesar do potencial, o melhoramento genético tradicional raramente selecionou características que favoreçam essas interações, e as práticas agrícolas intensivas frequentemente as prejudicam.

   A combinação sinérgica de duas estratégias pode reduzir a dependência de insumos sintéticos e aumentar a resiliência e produtividade dos sistemas agrícolas, as quais são:

1. Abordagem centrada na planta — melhoramento genético para traços que facilitam a formação e o funcionamento de BMAs.

2. Abordagem centrada no micróbio — práticas de manejo do solo e tecnologias de inoculação que enriquecem e mantêm comunidades microbianas benéficas.

   O melhoramento clássico privilegiou características aéreas (produtividade, resistência a doenças foliares), frequentemente em detrimento de alocação de carbono para as raízes e da capacidade de recrutar micróbios benéficos. Relativos selvagens e “genes do microbioma” (M genes) representam uma reserva genética pouco explorada.

   As novas tecnologias de melhoramento (NBTs), especialmente a edição gênica por CRISPR, abrem possibilidades concretas:

- Modificação de exsudatos radiculares (que representam 20–40% do carbono fixado pela planta), incluindo aminoácidos, ácidos graxos, flavonoides, estrigolactonas e benzoxazinoides.

- Alteração da arquitetura radicular (profundidade, densidade, pelos radiculares).

- Ajuste de transportadores envolvidos na troca de nutrientes e carbono com simbiontes.

   Exemplos citados incluem a manipulação de vias de estrigolactonas (que atraem AMF, mas também podem afetar plantas parasitas), flavonoides (atratores de rizóbios) e benzoxazinoides (que moldam o microbioma e deixam efeitos legados no solo). Há também interesse em inibição biológica da nitrificação (BNI) presente em parentes selvagens do trigo.

   Porém, para “trade-offs”, plantas mais amigáveis aos micróbios podem ter menor desempenho em sistemas de alto input, e algumas modificações podem afetar outras características (incluindo florais).

Práticas de manejo e tecnologias de inoculação

   No eixo microbiano, destacam-se:

- Agricultura orgânica, culturas de cobertura e rotações diversificadas (especialmente com leguminosas), que aumentam a diversidade microbiana e a abundância de AMF e rizóbios.

- Redução ou eliminação do preparo do solo (*no-till*), já praticada em cerca de 12,5% das terras aráveis mundiais, que preserva a estrutura do solo e as redes micorrízicas.

- Inoculação com AMF, rizóbios, PGPB e, idealmente, *consórcios* que imitam comunidades naturais. A eficiência é maior quando se utilizam isolados nativos e métodos de entrega adequados (revestimento de sementes, grânulos, biochar).

   A eficácia dessas intervenções depende fortemente do estado de saúde do solo: inoculação e manejo tendem a ter maior impacto em solos degradados, enquanto o melhoramento e as NBTs mostram maior potencial em solos já saudáveis. Combinações das duas abordagens geram sinergias.

   Os principais obstáculos incluem:

- Variabilidade de resposta da inoculação conforme tipo de solo, clima e compatibilidade planta-micróbio.

- Barreiras regulatórias, de propriedade intelectual e de aceitação social (especialmente para NBTs).

- Necessidade de evidências de campo robustas e de modelos preditivos (já há exemplos em que a presença de patógenos explica mais de 80% da variação no sucesso de inoculação com AMF).

- Adoção por agricultores, que costuma ser motivada principalmente por benefícios econômicos claros.

   Existem alguns caminhos promissórios: uso de inteligência artificial para previsões específicas por cultura e solo; exploração de novos sinais moleculares (pequenos peptídeos, vesículas extracelulares, RNA); e integração do microbioma da parte aérea (filofera). Além da importância do engajamento de agricultores e da sociedade para superar barreiras culturais e regulatórias.

   O artigo defende que o fortalecimento simultâneo das estratégias centradas na planta e no micróbio — aliado a práticas de manejo que recuperem a saúde do solo — constitui um caminho viável para sistemas agrícolas mais resilientes e menos dependentes de fertilizantes e pesticidas. O framework proposto busca transformar o conhecimento acumulado sobre BMAs em soluções práticas e escaláveis, combinando melhoramento avançado, inoculação precisa e manejo regenerativo.

*Este é um resumo do artigo foi escrito por: Ido Rog, Stefanie Lutz, Lukas Fesenfeld, Jürg Hiltbrunner, Harro Bouwmeester e Marcel G. A. van der Heijden, sendo publicado na revista Nature Communications sob o título “Breeding for beneficial microbial associations”.