Integration of molecular tools in microbial phosphate solubilization research in agriculture perspective

Resumo

O fósforo (P) é o segundo nutriente mais crucial para o crescimento das plantas depois do nitrogênio. No entanto, sua natureza altamente reativa causa a formação de derivados insolúveis e limita a absorção pelas raízes das plantas. As aplicações generalizadas de fertilizantes químicos à base de P causam efeitos prejudiciais à fertilidade do solo, à qualidade dos produtos agrícolas e ao meio ambiente. Nesse sentido, os microrganismos solubilizadores de fosfato (MSFs) destacam-se como as ferramentas mais notáveis e promissoras para o desenvolvimento de tecnologias mais seguras e sustentáveis. Como resultado disso, muitas espécies bacterianas e fúngicas com atividade significativa de solubilização de fosfato foram descobertas usando os métodos de triagem convencionais. No entanto, a crescente necessidade de descoberta de novas estirpes de MSFs exige a substituição ou o suporte dos métodos convencionais, que consomem tempo, por técnicas mais sensíveis, confiáveis, reprodutíveis e menos demoradas. Nesse contexto, as ferramentas e técnicas moleculares fornecem novas abordagens para a pesquisa de solubilização microbiana de fosfato. Portanto, nesta revisão, são fornecidas informações sobre as abordagens moleculares para a pesquisa de MSFs e sua importância é explicada. A revisão também discute os genes relacionados aos mecanismos de solubilização de fosfato e as ferramentas moleculares para triagem desses genes.

Abstract

Phosphorus (P) is the second most crucial nutrient for plant growth after nitrogen. However, its highly reactive nature causes formation of insoluble derivatives and limits uptake by the plant roots. The wide spread applications of P based chemical fertilizers cause detrimental effects on soil fertility, agricultural product quality and environment. In this regard, phosphate-solubilizing microorganisms (PSMs) stand out as the most remarkable and promising tools for the development of safer and sustainable technologies. As a result of this, many bacterial and fungal species with significant phosphate-solubilizing activity have been discovered by using the conventional screening methods. However, the growing need for the discovery of new strains of PSMs necessitates the replacement or support to the time-consuming conventional methods with techniques that are more sensitive, reliable, reproducible and less time consuming. In this context, molecular tools and techniques provide novel approaches for microbial phosphate solubilization research. Hence, in this review information on the molecular approaches for the PSMs research is provided and its importance explained. The review also discusses the genes related to phosphate solubilizing mechanisms and molecular tools for screening these genes.