Agrobiotecnologia e soluções sustentáveis para o agronegócio

Publicado em: 13.04.2022



O aumento da população mundial somado à redução das áreas dedicadas ao plantio demandam que as plantações sejam cada vez mais produtivas. Além disso, a partir das décadas de 1970 e 1980, ficou claro que o sistema de plantio que usa cada vez mais fertilizantes químicos e agrotóxicos não é sustentável pois causa problemas graves como a intoxicação humana e animal, surgimento de pragas cada vez mais resistentes, contaminação da água, erosão e salinização do solo. Adicionalmente, o crescimento da produtividade das plantações atingiu o seu auge e novos aumentos não são  possíveis usando apenas as técnicas existentes anos atrás. Ficou evidente a necessidade de criar um sistema de produção agrícola mais sustentável e produtivo.

Agrobiotecnologia

Parte dos problemas enfrentados pela agricultura começou a ser superada através da técnica do DNA recombinante (rDNA), desenvolvida em 1973 por Stanley Cohen e Herbert Boyer e que deu origem a uma nova revolução na agricultura.  A técnica de rDNA possibilita que sejam produzidos organismos com modificações genéticas oriundas de espécies completamente diferentes, e também permite que seja inserida no genoma da planta apenas a característica selecionada.

Assim nasciam os transgênicos e a agrobiotecnologia. A agrobiotecnologia é uma área da biotecnologia que tem como objetivo realizar melhoramentos em variedades vegetais e promover características específicas nas culturas. Hoje existe uma variedade de técnicas utilizadas para tal, alguns exemplos são: a CRISPR[1] , cultura de tecidos, resgate de embriões, hibridização somática, seleção assistida por marcadores moleculares, duplicação do genoma e tecnologias ômicas.

O tabaco foi uma das primeiras plantas transgênicas a ser produzida e foi de grande importância para a otimização da técnica de transformação em plantas. Fonte: Freepik.

Para reduzir o uso de pesticidas em lavouras, a fim de minimizar seus impactos na saúde e no meio ambiente, os organismos geneticamente modificados (OGMs) são a principal estratégia. Através das técnicas de engenharia genética foi possível a criação de plantas resistentes a pragas como coleópteros e lepidópteros.

Mas, além dos OGMs, existem outras estratégias da biotecnologia aplicadas à agricultura como a modulação da microbiota do solo, o controle biológico de patógenos e a produção de revestimentos para proteção dos frutos.

Cultivares resistentes à pragas

No Brasil temos o exemplo de dois cultivares resistentes à pragas, milho Bt e o feijão RMD. O milho Bt foi produzido pela Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” (ESALQ), Universidade de São Paulo (USP) para diminuir infestações da principal praga do estado: a lagarta do cartucho (Spodoptera frugiperda). Esse milho produz várias proteínas que são tóxicas em níveis variados à lagarta do cartucho.

Esse OGM conferiu proteção contra a praga temporariamente. No entanto, o manejo do cultivar não foi realizado da maneira correta, já que devem ser seguidas três recomendações para o cultivo de OGM e os produtores brasileiros não providenciaram os refúgios abundantes de plantas não Bt próximos da plantação para que ocorra cruzamento aleatório.

Por isso, em 4 anos a S. frugiperda desenvolveu resistência a duas das proteínas Bt, o que diminuiu a proteção conferida. O manejo dessas culturas deve ser bem planejado e implantado junto com outras estratégias de manejo integrado de pragas (MIP) para que a proteção não perca seu efeito e seja mais duradoura.

O milho é uma importante cultura cultivada no Brasil e é muito atacado pela praga da lagarta do cartucho. Essa praga pode ser combatida através da engenharia genética com a produção de variedades resistentes. Fonte: Freepik.

Já o feijão carioca, ou feijão comum (Phaseolus vulgaris L.) é atacado no Brasil pelo vírus do mosaico dourado do feijão (BGMV). Esse vírus é capaz de atrofiar o crescimento do feijão, tornar a planta amarelada e causar aborto nas flores com grande prejuízo para a colheita. Para produzir uma variedade de feijão resistente ao mosaico dourado (RMD, nome comercial) a EMBRAPA utilizou a tecnologia de RNA de interferência (RNAi) e foi lançada no mercado em 2019.

O microbioma a serviço da nutrição e produtividade

Outra biotecnologia que tem ganhado muito destaque no campo é a modulação da microbiota do solo, que influencia diretamente a nutrição vegetal e a produtividade da colheita. Os microrganismos presentes no solo são responsáveis pela transformação e decomposição da matéria orgânica, ciclagem e transporte de nutrientes, fixação biológica de nitrogênio, controle de patógenos e fluxo de energia.

A seleção da microbiota correta pode melhorar o sistema radicular da planta, facilitar absorção de nutrientes, promover maior tolerância a estresses abióticos e dificultar o crescimento de agentes patogênicos, além de estimular o melhor funcionamento do sistema imunológico da planta. Não apenas a microbiota, mas todo componente biótico do solo pode ajudar nesses processos.

Uma empresa brasileira que vem investindo nesse setor é a Symbiomics, que trabalha com o desenvolvimento de bioprodutos capazes de aumentar a disponibilidade de nutrientes essenciais no solo, melhorar a saúde e resiliência da plantação a condições climáticas extremas, combater um amplo espectro de pragas e doenças e tornar o sequestro de carbono mais eficiente. 

A microbiota do solo é capaz de promover o crescimento da planta, melhora a tolerância ao estresse, induz a resistência sistêmica e aprimora a absorção de nutrientes. Fonte: adaptado de BAKER, et al., 2020.

A produtividade vai além do campo: controle biológico e revestimentos na pós-colheita

Outro grande problema enfrentado pela agricultura atual é o desperdício na pós-colheita. Segundo Boletim Técnico-Informativo do Instituto Agronômico (IAC), cerca de 35% da produção de hortifrutis no Brasil é perdida. Dois dos motivos dessa perda são as contaminações por microrganismos que aumentam a velocidade da deterioração dos produtos e a perda de água, solutos e trocas gasosas com o ambiente que diminuem a qualidade dos hortifrutis.

Através da biotecnologia algumas estratégias vêm sendo estudadas para mitigar esses problemas. Uma delas é o controle biológico, com o uso de bactérias e fungos antagonistas que irão colonizar a fruta e competir por espaço e nutrientes com os microrganismos patogênicos. A segunda estratégia é a produção de revestimentos comestíveis à base de plantas que protegem a fruta da senescência e aumentam a atividade antimicrobiana do produto.

Essas duas estratégias isoladas ainda não se mostraram suficientes para diminuir as perdas na pós-colheita, mas apresentam potencial quando associadas a outras técnicas como diminuição do impacto mecânico e conservação em baixas temperaturas.

A agrobiotecnologia vem provocando uma nova revolução na agricultura, e possui potencial para diminuir o uso de fertilizantes químicos e agrotóxicos e também minimizar o desperdício na pós-colheita, tornando a produção agrícola mais produtiva e sustentável.

O Penicillium digitatum o principal patógeno da laranja, seu crescimento pode ser controlado atravéz do controle biológico por alguns microrganismos antagonistas como Metschnikowia sp., Pichia kluyveri e Candida railenensis. Fonte: Pixabay.

Como visto, muitos ainda são os desafios a serem superados e muito conhecimento precisa ser gerado, além do treinamento de agricultores e o planejamento prévio das estratégias utilizadas. No entanto, grandes avanços já foram realizados no âmbito da produção de novas variedades de plantas OGMs, melhoria da microbiota do solo, controle biológico e produção de revestimentos para proteção de frutas. Destaca-se que as tecnologias citadas neste texto são apenas alguns exemplos de toda a produção da agrobiotecnologia que ainda possui muito potencial para mitigar ainda mais problemas e tornar a agricultura cada vez mais produtiva e sustentável.

Referências:

ALBERGONI, L. PELAEZ, V. Da Revolução Verde à agrobiotecnologia: ruptura ou continuidade de paradigmas? Revista de Economia, Universidade Federal do Paraná, v. 33, n. 1, 2007. Disponível em: https://revistas.ufpr.br/economia/article/view/8546/6017. Acesso em: 20 dez. 2021.

ANDERSON. J. A. et al. Genetically Engineered Crops: Importance of Diversified Integrated Pest Management for Agricultural Sustainability. Front. Bioeng. Biotechnol., v. II, 2019. Disponível em: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fbioe.2019.00024/full. Acesso em: 20 dez. 2021.

BAKER, P. A. H. M. et al. The Soil-Borne Identity and Microbiome-Assisted Agriculture: Looking Back to the Future.Molecular Plant, v. 13, n. 10, 2020, Pages 1394-1401. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674205220303129. Acesso em: 21 dez. 2021.

BRON, I. U. Tecnologias Eficazes na Pós-Colheita: Qualidade Máxima, Desperdício Mínimo. Boletim Técnico-Informativo do Instituto Agronômico. O Agronômico. v. 70, 2018. Disponível em: http://oagronomico.iac.sp.gov.br/?p=1190. Acesso em: 02 jan. 2021.

MAMATA, K. C. Advances in Agricultural Biotechnology. Nepal Journal of Biotechnology, v. 9, n. 1, 2021. Disponível em: https://www.nepjol.info/index.php/NJB/article/view/38643. Acesso em: 20 dez. 2021.

NCAMA, K. Plant-based edible coatings for managing postharvest quality of fresh horticultural produce: A review. Food Packaging and Shelf Life. v. 16, 2018, pp. 157-167. Disponível em: <https://doi.org/10.1016/j.fpsl.2018.03.011> Acesso em: 02 jan. 2021.

WANG, Z. Biological control of postharvest fungal decays in citrus: a review.

Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2020. Disponível em:<https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/10408398.2020.1829542>. Acesso em: 02 jan 2021.

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