The scenario of population growth and concern for socio-environmental and ecological issues has led to a demand for increased agricultural production with less environmental impact and reduced expansion of cultivated areas. In this sense, adopting alternative tools that boost food production has become a necessity. Thus, the use of beneficial microorganisms has been increasingly explored in agriculture. Pantoea agglomerans 33.1 is a bacterium that establishes a symbiotic interaction with the host plant, especially sugarcane, favoring its development through the production of phytohormones and the provision of nutrients. To deepen the knowledge regarding the positive interaction between strain 33.1 and plants, our group has been studying the different mechanisms of this relationship for over a decade. Aiming to generate more knowledge about the biology of 33.1 and understand its mechanisms of promoting plant growth, especially through phosphorus (P) solubilization, the present study had the objectives i) to evaluate the interaction of strain 33.1 with different arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) in the dynamics of P availability, in the promotion of sugarcane growth, and the modulation of the soil bacterial community; and ii) to obtain, in an unprecedented way, the complete genome of 33.1, and from it, identify genes involved in promoting plant growth, as well as the Protein Secretion Systems (PSS) genes, and evaluate their effect on growth promotion, through gene knockout via CRISPR-Cas9. Our results demonstrated the synergy and "helper" effect of strain 33.1 with Rhizophagus intraradices, with promising results in the labile P fractions in the soil and enzymatic activity of phytase and phosphatase. The complete genome of 33.1 was obtained with good coverage and quality, allowing the identification of four different plasmids and providing valuable information about its biology. Genes involved in the main growth promotion pathways were annotated, especially those related to P metabolism. The T1SS, T5aSS, T5bSS, T6SS PSS, the Tat and Sec pathways, and accessory systems were identified in its genome, allowing the selection of bepC and prn genes for knockout. Despite the successful construction of the two-plasmid system for knockout, with genes cloned in the respective plasmids and inserted into strain 33.1, we have not yet achieved the knockout of PSS genes. Although editing did not occur with the technique used, alternative approaches are being evaluated, and significant progress has been made in understanding the interactions of 33.1 with other microorganisms, the environment, and the host plant, as well as the possible role of PSS in this relationship.

O cenário de aumento populacional e de preocupação com questões socioambientais e ecológicas, tem levado a uma demanda por maior produção agrícola, com menor impacto ambiental, e menor expansão de áreas cultivadas. Nesse sentido, adotar ferramentas alternativas que impulsionem a produção de alimentos tem se tornado uma necessidade. Assim, a utilização de microrganismos benéficos tem sido cada vez mais explorada dentro da agricultura. Pantoea agglomerans 33.1 é uma bactéria que estabelece interação simbiótica com a planta hospedeira, sobretudo cana-de-açúcar, favorecendo seu desenvolvimento por meio da produção de fitormônios e disponibilização de nutrientes. Com o objetivo de aprofundar o conhecimento a respeito da positiva interação entre a linhagem 33.1 e as plantas, nosso grupo têm estudado os diferentes mecanismos dessa relação há mais de uma década. Visando gerar mais conhecimento sobre a biologia de 33.1 e entender seus mecanismos de promoção do crescimento vegetal, especialmente através da solubilização de fósforo (P), o presente estudo teve por objetivos i) avaliar a interação da linhagem 33.1 com diferentes fungos micorrízicos arbusculares (FMA) na dinâmica de disponibilização de P, na promoção de crescimento de cana-de-açúcar, e na modulação da comunidade bacteriana do solo; e ii) obter, de maneira inédita, o genoma completo da linhagem 33.1, e a partir dele, identificar genes envolvidos na promoção de crescimento vegetal, bem como os genes de Sistemas de Secreção de Proteínas (SSP), e avaliar seu efeito na promoção de crescimento, mediante nocaute gênico via CRISPR-Cas9. Nossos resultados demonstraram a sinergia e efeito "helper" da linhagem 33.1 com Rhizophagus intraradices, com resultados promissores nas frações lábeis de P no solo e na atividade enzimática de fitase e fosfatase. O genoma completo dessa linhagem foi obtido com boa cobertura e qualidade, permitindo a identificação de quatro diferentes plasmídeos e fornecendo preciosas informações sobre sua biologia. Foram anotados os genes envolvidos nas principais vias de promoção de crescimento, especialmente os relacionados ao metabolismo de P. Os SSP T1SS, T5aSS, T5bSS, T6SS, as vias Tat e Sec, e sistemas acessórios foram localizados em seu genoma, permitindo a seleção dos genes bepC e prn para nocaute. Apesar da construção do sistema dois-plasmídeos para nocaute ter sido adequadamente realizada, com genes clonados nos devidos plasmídeos e estes inseridos na linhagem 33.1, não obtivemos, até o momento, o nocaute de genes de SSP. Ainda que a edição não tenha ocorrido com a técnica utilizada, abordagens alternativas estão sendo avaliadas e grandes avanços foram feitos quanto ao entendimento das interações de 33.1 com outros microrganismos, com o meio, e com a planta hospedeira, bem como o possível papel dos SSP nessa relação.