O fósforo (P) é o segundo macronutriente mais essencial para o crescimento das plantas, e sua disponibilidade na maioria dos solos naturais permanece extremamente baixa devido à sua predominância em formas insolúveis. Além disso, os microrganismos solubilizadores de fósforo (MSPs) têm ganhado atenção crescente como alternativas sustentáveis e ecológicas aos fertilizantes químicos convencionais. No entanto, a identificação e caracterização de novas cepas de MSP com capacidades aprimoradas de solubilização de fósforo permanecem críticas para o avanço de práticas agrícolas sustentáveis. Portanto, isolamos e caracterizamos taxonomicamente um MSP, Paenibacillus sp. SN-8-1, por meio de análises filogenéticas, fisiológicas e genômicas para avaliar seu potencial como candidato a biofertilizante. Os valores de identidade média de nucleotídeos (em inglês, Average Nucleotide Identity, ANI) e hibridização DNA-DNA (HDD) entre SN-8-1 e outras espécies de Paenibacillus variaram de 68,3% a 81,6% e 18,3% a 31,9%, respectivamente, que foram muito inferiores aos limites de 95% e 70% para nível de espécie, indicando que se tratava de uma nova cepa. O sequenciamento do genoma completo revelou que a cepa SN-8-1 possui um conjunto abrangente de genes envolvidos na solubilização de fosfato (ipp, alp, epp), captação (phnAB), transporte (pstABCS, lat) e regulação (phoU, phoR e phoB). A cepa exibiu alta capacidade de solubilização de fósforo, impulsionada predominantemente pela secreção de ácidos orgânicos e auxiliada pela atividade de fosfatase. Sob condições controladas de laboratório, SN-8-1 produziu quantidades substanciais de ácido málico (707,13 mg/L), ácido lático (685,89 mg/L) e ácido acético (658,55 mg/L), contribuindo para a acidificação do ambiente circundante e maior solubilização de P. Experimentos em vasos confirmaram ainda mais o potencial funcional de SN-8-1 em sistemas de solo complexos. A inoculação única aumentou significativamente a altura da soja para 45,66 ± 0,47 cm, enquanto a biomassa fresca da parte aérea e das raízes aumentou 22,54% e 18,65%, respectivamente, em comparação com os controles tratados com água. Além disso, a coaplicação de SN-8-1 com Ca₃(PO₄)₂ aumentou o fósforo solúvel do solo em 44,22%, demonstrando fortes efeitos sinérgicos. Coletivamente, esses resultados destacam Paenibacillus sp. nov. SN-8-1 como um candidato promissor a biofertilizante para melhorar a disponibilidade de fósforo no solo e avançar práticas agrícolas sustentáveis.
Phosphorus (P) is the second most essential macronutrient required for plant growth, and its availability in most natural soils remains extremely low due to its predominance in insoluble forms. Moreover, phosphate-solubilizing microorganisms (PSMs) have gained increasing attention as sustainable and eco-friendly alternatives to conventional chemical fertilizers. However, the identification and characterization of novel PSM strains with enhanced phosphorus solubilization capabilities remains critical for advancing sustainable agricultural practices. Therefore, we isolated and taxonomically characterized a PSM, Paenibacillus sp. SN-8-1, through phylogenetic, physiological, and genomic analyses to evaluate its potential as a biofertilizer candidate. Average nucleotide identity (ANI) and DNA–DNA hybridization (DDH) values between SN-8-1 and other Paenibacillus species ranged from 68.3% to 81.6%, and 18.3% to 31.9%, which were much lower than the 95% and 70% of species-level threshold, indicating it was a novel strain. Whole-genome sequencing revealed that strain SN-8-1 possesses a comprehensive set of genes involved in phosphate solubilization (ipp, alp, epp), uptake (phnAB), transport (pstABCS, lat), and regulation (phoU, phoR, and phoB). The strain displayed a high capacity for phosphorus solubilization, which is predominantly driven by organic acid secretion, and assisted by phosphatase activity. Under controlled laboratory conditions, SN-8-1 produced substantial amounts of malic acid (707.13 mg/L), lactic acid (685.89 mg/L), and acetic acid (658.55 mg/L), contributing to acidification of the surrounding environment and enhanced P solubilization. Pot experiments further confirmed the functional potential of SN-8-1 in complex soil systems. Single inoculation significantly increased soybean height to 45.66 ± 0.47 cm, while shoot and root fresh biomass increased by 22.54% and 18.65%, respectively, compared with water-treated controls. Moreover, co-application of SN-8-1 with Ca₃(PO₄)₂ enhanced soil soluble phosphorus by 44.22%, demonstrating strong synergistic effects. Collectively, these results highlight Paenibacillus sp. nov. SN-8-1 as a promising biofertilizer candidate for improving soil phosphorus availability and advancing sustainable agricultural practices.