Biofilmes microbianos como estratégia para a promoção do crescimento e proteção vegetal

GMicS – Grupo de Extensão em Microbiologia do Solo/ Outubro de 2026
Autores: Nicole Martins; Bárbara Campos de Oliveira

A formação de biofilmes por microrganismos promotores do crescimento de plantas (PGPB) representa um modo de vida natural e adaptativo, que favorece a colonização persistente da rizosfera e a proteção contra estresses agroambientais. Estruturados por uma matriz de substâncias poliméricas extracelulares (EPS), composta principalmente por polissacarídeos, proteínas, DNA extracelular e lipídios, esses biofilmes envolvem as raízes em uma camada protetora que aumenta a sobrevivência microbiana e vegetal sob condições adversas.

Na mitigação do estresse por seca, a matriz de EPS atua como um hidrogel, apresentando elevada capacidade de absorção e retenção de água, contribuindo para a conservação da umidade no microambiente radicular, a manutenção do potencial hídrico e o aumento do solo aderido às raízes. Em solos salinos, o biofilme pode atuar como uma barreira física, enquanto os grupos funcionais da EPS sequestram e adsorvem íons de sódio (Na⁺), restringindo sua absorção pelas raízes, preservando o equilíbrio com o potássio (K⁺) e reduzindo os efeitos do estresse osmótico.

Em áreas contaminadas por metais pesados, como cádmio, chumbo, cromo e arsênio, os biofilmes também podem atuar na biorremediação por meio de processos de biossorção, bioprecipitação e bioacumulação. Nesses processos, os grupos funcionais da EPS imobilizam os metais na rizosfera, reduzindo sua translocação para os tecidos e órgãos comestíveis das plantas. Além disso, o biofilme pode favorecer a nutrição e a qualidade do solo por meio da liberação localizada de ácidos orgânicos, que solubilizam o fósforo insolúvel, da criação de barreiras microaeróbicas de oxigênio que favorecem a fixação biológica de nitrogênio e da promoção da agregação estável das partículas do solo.

A colonização por biofilmes também pode oferecer proteção contra fitopatógenos por meio da ocupação de sítios nas raízes, da secreção de metabólitos antimicrobianos e compostos orgânicos voláteis e da ativação da resistência sistêmica induzida (ISR) na planta hospedeira, contribuindo para a interação entre os microrganismos e o ambiente radicular. A eficácia desses mecanismos de proteção está intimamente ligada à organização estrutural e funcional dos biofilmes, cuja formação se dá por meio de um processo dinâmico e coordenado que envolve adesão, agregação celular e maturação. No início, as células bacterianas se aproximam da superfície das raízes, frequentemente com a ajuda do movimento proporcionado pelos flagelos, estabelecendo interações reversíveis mediadas por forças hidrofóbicas e eletrostáticas.

Em seguida, estruturas celulares como pili, fímbrias, proteínas de membrana externa e lipopolissacarídeos (LPS) contribuem para a adesão definitiva, facilitando a fixação das bactérias e o crescimento de microcolônias. A continuidade desse processo envolve a multiplicação celular e a produção de substâncias poliméricas extracelulares, que são responsáveis pela coesão e estabilidade da matriz, apresentando uma arquitetura tridimensional com canais que permitem a circulação de água, nutrientes, enzimas e moléculas sinalizadoras. Além disso, mecanismos de comunicação entre células, como o quorum sensing, podem regular a expressão de genes relacionados à formação e maturação dos biofilmes, coordenando respostas coletivas às variações ambientais.

Ademais, a autoagregação bacteriana, que se caracteriza pela adesão entre células da mesma espécie, pode favorecer o estabelecimento dessas comunidades, enquanto a coagregação entre microrganismos diferentes ajuda na organização de biofilmes multiespécies. Assim, a integração entre os mecanismos de adesão, sinalização celular e produção de componentes extracelulares favorece a persistência microbiana e a colonização das superfícies vegetais (Bogino et al., 2013). Além dos mecanismos de proteção das plantas, os biofilmes formados por rizobactérias promotoras do crescimento (PGPR) podem influenciar de maneira direta o desenvolvimento das plantas ao intensificar as interações metabólicas e ao disponibilizar nutrientes na rizosfera.

A disposição dessas comunidades em uma matriz extracelular ajuda na retenção de nutrientes, enzimas e moléculas sinalizadoras, criando um microambiente favorável às atividades microbianas e à interação com o sistema radicular. Nesse cenário, certas bactérias são capazes de sintetizar fitormônios, como o ácido indolacético (AIA), giberelinas e ácido abscísico (ABA), que estão envolvidos na regulação do crescimento e nas respostas fisiológicas das plantas. Além disso, a atividade da enzima ACC desaminase pode ajudar a regular os níveis de etileno, mitigando os efeitos inibitórios associados ao estresse. A produção de sideróforos e a participação em processos de ciclagem e mobilização de nutrientes também podem aumentar a disponibilidade de elementos essenciais para o metabolismo das plantas.

Assim, a combinação entre a formação de biofilmes e as atividades promotoras do crescimento das PGPR configura uma estratégia significativa para impulsionar o desenvolvimento das plantas e otimizar o uso dos recursos disponíveis no solo (Panda et al., 2026).

Nesse cenário os biofilmes microbianos demonstram um grande potencial para criar estratégias biotecnológicas que promovam o crescimento e protejam as plantas. Contudo, a utilização deles na agricultura depende do entendimento das interações entre microrganismos, plantas e as condições ambientais, que afetam a estabilidade e a eficácia dessas comunidades na rizosfera. Dessa forma, o progresso nas pesquisas relacionadas aos biofilmes e sua inclusão em bioinoculantes pode auxiliar no desenvolvimento de práticas agrícolas mais eficazes, resilientes e sustentáveis (Panda et al., 2026).

Referências:

1. BROKATE, Olga; PAPENBROCK, Jutta; TURCIOS, Ariel E. Biofilm-forming microorganisms in the rhizosphere to improve plant growth: coping with abiotic stress and environmental pollution. 10.1016/j.apsoil.2024.105591. Applied Soil Ecology, 2024. DOI:

2. BOGINO, P. C.; OLIVA, M. M.; SORROCHE, F. G.; GIORDANO, W. The role of bacterial biofilms and surface components in plant-bacterial associations. International Journal of Molecular Sciences, v. 14, n. 8, p. 15838–15859, 2013. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms140815838.

3. LI, Yujia; NARAYANAN, Mathiyazhagan; SHI, Xiaojun; CHEN, Xinping; LI, Zhenlun; MA, Ying. Biofilm formation in plant growth-promoting bacteria for alleviating agro-environmental stress. Science of the Total Environment, v. 907, p. 167774, 2024. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.167774.

4. PANDA, S. K.; SAHU, B. B.; DAS, S. Unveiling the symbiotic symphony: exploring the interplay of plant growth-promoting rhizobacteria and biofilm within the rhizosphere. Pedosphere, 2026. DOI: https://doi.org/10.1016/j.pedsph.2026.02.005.