{"id":26297,"date":"2025-02-20T07:44:30","date_gmt":"2025-02-20T10:44:30","guid":{"rendered":"https:\/\/ciencia.ufpr.br\/portal\/?p=26297"},"modified":"2025-04-06T20:28:38","modified_gmt":"2025-04-06T23:28:38","slug":"ja-disponivel-no-mercado-bacteria-biotecnologica-aumenta-produtividade-do-milho","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ciencia.ufpr.br\/portal\/ja-disponivel-no-mercado-bacteria-biotecnologica-aumenta-produtividade-do-milho\/","title":{"rendered":"J\u00e1 dispon\u00edvel no mercado, bact\u00e9ria biotecnol\u00f3gica aumenta produtividade do milho"},"content":{"rendered":"

Bact\u00e9rias fixadoras de nitrog\u00eanio s\u00e3o microrganismos encontrados naturalmente em ra\u00edzes de plantas como milho, trigo, cana-de-a\u00e7\u00facar e arroz. Seu papel de fixar nitrog\u00eanio e liber\u00e1-lo para a planta permite a redu\u00e7\u00e3o do uso de fertilizantes, um dos insumos mais caros na agricultura. Ainda que descobertas h\u00e1 cerca de 130 anos, estudos recentes t\u00eam ampliado as possibilidades de sua utiliza\u00e7\u00e3o e aprimorado seu desempenho.<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

\u00c9 o caso da bact\u00e9ria HM053, uma cepa que pertence \u00e0 esp\u00e9cie<\/span> Azospirillum brasilense<\/span><\/i>, que foi selecionada pelo professor do Programa de P\u00f3s-Gradua\u00e7\u00e3o em Bioqu\u00edmica da Universidade Federal do Paran\u00e1 (UFPR), F\u00e1bio de Oliveira Pedrosa, e seu ent\u00e3o aluno de mestrado, Hidevaldo Bueno Machado. <\/span><\/p>\n

Isso ocorreu em 1987, no N\u00facleo de Fixa\u00e7\u00e3o Biol\u00f3gica de Nitrog\u00eanio, por uma t\u00e9cnica chamada evolu\u00e7\u00e3o adaptativa<\/a>. Essa estirpe tem uma capacidade de fixar nitrog\u00eanio aumentada muitas vezes em decorr\u00eancia do processo de sele\u00e7\u00e3o.<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

\"\"<\/a>
(Clique para ampliar | Baixe em pdf<\/a>)<\/figcaption><\/figure>\n

\u201cA partir do isolamento e da caracteriza\u00e7\u00e3o de mutantes de <\/span>Azospirillum brasilense <\/span><\/i>resistentes a etilenodiamina,<\/span> selecionamos quatro estirpes para caracteriza\u00e7\u00e3o bioqu\u00edmica, fisiol\u00f3gica e gen\u00e9tica. Todas foram capazes de fixar nitrog\u00eanio\u201d, pontua Pedrosa.<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

Esse processo levou em torno de dois anos, considerando todas as etapas pelas quais o experimento passou. Para isso, a bact\u00e9ria parental, chamada de “m\u00e3e”, foi colocada em condi\u00e7\u00f5es nas quais precisou se ajustar para sobreviver. Tais condi\u00e7\u00f5es permitiram a sele\u00e7\u00e3o de bact\u00e9rias “filhas”, com caracter\u00edsticas otimizadas.<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

\u201cForam usadas tr\u00eas condi\u00e7\u00f5es distintas para identificar qual seria capaz de selecionar a melhor bact\u00e9ria. A partir dessas tr\u00eas condi\u00e7\u00f5es, foram isoladas cerca de 600 bact\u00e9rias \u2018filhas\u2019 e cada um delas passou por uma bateria de v\u00e1rios testes para identificarmos as melhores. Dessas \u2018filhas\u2019, quatro foram selecionadas, e, das quatro, elegemos a HM053 por produzir grande quantidade de am\u00f4nia\u201d, explica Emanuel Maltempi de Souza, professor do Departamento de Bioqu\u00edmica e Biologia Molecular da UFPR e cientista do N\u00facleo de Fixa\u00e7\u00e3o Biol\u00f3gica de Nitrog\u00eanio da UFPR.<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

Depois do sequenciamento do genoma da HM053 e de v\u00e1rias an\u00e1lises, os cerca de 20 pesquisadores da UFPR que, de alguma forma, contribu\u00edram com o estudo, identificaram a mudan\u00e7a gen\u00f4mica que levou ao fen\u00f3tipo \u00fanico dessa bact\u00e9ria. Souza conta que apenas duas d\u00e9cadas depois \u00e9 que foram compreender melhor as novas caracter\u00edsticas da bact\u00e9ria. <\/span><\/p>\n

\u201cHoje entendemos bem o que est\u00e1 ocorrendo e temos condi\u00e7\u00f5es inclusive de melhorar ainda mais suas caracter\u00edsticas. Isso sem a produ\u00e7\u00e3o de bact\u00e9rias transg\u00eanicas, mas utilizando t\u00e9cnicas cl\u00e1ssicas e edi\u00e7\u00e3o g\u00eanica\u201d.\u00a0<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

Experimentos apontaram que al\u00e9m do alto potencial de fixa\u00e7\u00e3o de nitrog\u00eanio, a HM053 tem capacidade aumentada de produzir compostos estimulantes do crescimento vegetal, ou seja, fitorm\u00f4nios. <\/span><\/p>\n

\u201cDeste modo, a bact\u00e9ria estimula o crescimento e o desenvolvimento da planta, al\u00e9m de fornecer a ela um nutriente essencial. Como contrapartida, a planta libera exsudatos, uma mistura de compostos que incluem nutrientes e outras subst\u00e2ncias ben\u00e9ficas para a bact\u00e9ria\u201d, esclarece o estudioso.<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

Segundo o professor, testes em campo em associa\u00e7\u00e3o com outros cientistas comprovaram que a HM053 aumentou a produtividade de milho em at\u00e9 28%. <\/span><\/p>\n

\u201cSalientamos que as condi\u00e7\u00f5es de campo s\u00e3o muito mais complexas e vari\u00e1veis do que as do laborat\u00f3rio, portanto \u00e9 poss\u00edvel que outros fatores que ainda n\u00e3o avaliamos sejam importantes para o efeito observado na produtividade\u201d, revela.<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

Parceria com empresa viabilizou colocar produto no mercado<\/strong><\/h2>\n

Recentemente a UFPR firmou parceria com a empresa Bioma, que desenvolve solu\u00e7\u00f5es tecnol\u00f3gicas na linha de inoculantes e fertilizantes, para que a HM053 e outras duas novas estirpes fossem testadas em condi\u00e7\u00f5es de campo na cultura de milho, com uma formula\u00e7\u00e3o industrial pr\u00f3pria.<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

\u201cOs resultados da Bioma confirmaram o que n\u00f3s e nossos colaboradores hav\u00edamos observado e permitiu que a empresa solicitasse autoriza\u00e7\u00e3o ao Minist\u00e9rio da Agricultura e Pecu\u00e1ria (Mapa) para uso comercial do novo inoculante\u201d, comenta Souza.<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

A Bioma utiliza a bact\u00e9ria HM053 na sua f\u00f3rmula de inoculante, um l\u00edquido que tem, al\u00e9m da bact\u00e9ria em suspens\u00e3o, uma s\u00e9rie de aditivos importantes de propriedade intelectual da empresa. O inoculante \u00e9 aplicado sobre a semente antes do plantio e, quando ela germina, a bact\u00e9ria se prolifera \u00e0 medida que o sistema radicular se desenvolve.\u00a0<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

\n
\"\ud83d\udcf7<\/a>
\ud83d\udcf7 Col\u00f4nia de bact\u00e9ria A. brasilense<\/em> em foto de microscopia. Foto: H.J.O. Ramos et al.\/Reprodu\u00e7\u00e3o<\/figcaption><\/figure>\n

\u201cAcreditamos que ocorra uma esp\u00e9cie de ciclo virtuoso: a bact\u00e9ria estimula o crescimento das ra\u00edzes pela libera\u00e7\u00e3o de am\u00f4nia e bioestimulantes, enquanto o sistema radicular mais robusto libera mais nutrientes para bact\u00e9ria, que se multiplica e aumenta libera\u00e7\u00e3o de am\u00f4nia e bioestimulantes\u201d, esclarece o professor.<\/span>\u00a0<\/span><\/p><\/blockquote>\n

De acordo com M\u00e1rcio Ara\u00fajo, diretor comercial da Bioma, a companhia estabeleceu um processo de produ\u00e7\u00e3o e formula\u00e7\u00e3o inovadoras da estirpe, conferindo \u00e0 tecnologia \u2014 nomeada <\/span>Bioma Mais Energy \u2014 <\/span><\/i>maior resist\u00eancia, concentra\u00e7\u00e3o e viabilidade de c\u00e9lulas, resultando em um produto de alta performance.<\/span><\/p>\n

\u201cCom o pioneirismo do registro no Mapa para a cultura do milho, o lan\u00e7amento da Bioma demonstrar\u00e1 que os testes da pesquisa s\u00e3o replic\u00e1veis e que a inova\u00e7\u00e3o pode aumentar a lucratividade dos produtores, contribuindo com a economia nacional\u201d.<\/span>\u00a0<\/span><\/p><\/blockquote>\n

\u201cA aprova\u00e7\u00e3o dessas estirpes para uso como inoculante \u00e9 mais uma grande vit\u00f3ria do trabalho que temos realizado no N\u00facleo de Fixa\u00e7\u00e3o de Nitrog\u00eanio. Elas se juntam \u00e0s estirpes de <\/span>Azospirillum brasilense<\/span><\/i> FP2 e FP10 (conhecidas comercialmente por Ab-V5 e Ab-V6, respectivamente), constru\u00eddas por n\u00f3s, que hoje j\u00e1 s\u00e3o largamente utilizadas na agricultura brasileira como inoculante de gram\u00edneas e como co-inoculante na cultura de soja\u201d, comemora Pedrosa.<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

Perspectivas de aumento na produtividade agr\u00edcola<\/span><\/b><\/h2>\n

De acordo com os resultados dos estudos feitos em parceria com a empresa, o principal benef\u00edcio da utiliza\u00e7\u00e3o da f\u00f3rmula \u00e9 o aumento da produtividade. <\/span><\/p>\n

A partir de c\u00e1lculos conservadores, os pesquisadores consideram um incremento m\u00ednimo de 10% na cultura de milho, <\/span>o que representaria um aumento de aproximadamente R$ 10 bilh\u00f5es no valor total da safra de 2023<\/span>, estimada em R$ 101,8 bilh\u00f5es pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estat\u00edstica (IBGE).<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

\u201cA tecnologia \u00e9 extremamente acess\u00edvel, desenvolvida por pesquisadores e pela ind\u00fastria nacional, garantindo um retorno excepcional para o agricultor. Al\u00e9m disso, observamos ainda que a inocula\u00e7\u00e3o traz outros benef\u00edcios, como sistema radicular mais desenvolvido; melhor uso de nutrientes do solo pela planta; maior resist\u00eancia da planta a pragas e, principalmente, maior resist\u00eancia a per\u00edodos secos\u201d, afirma Souza.<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

\"\"<\/a>
\ud83d\udcf7 Cepas de bact\u00e9rias da Azospirillum brasilense<\/em> s\u00e3o testadas em lavouras de milho desde os anos 1970 para substituir fertilizantes nitrogenado. Foto: D\u00eanio Sim\u00f5es\/Ag\u00eancia Bras\u00edlia<\/figcaption><\/figure>\n

Testes com a HM053 j\u00e1 foram realizados e tiveram sucesso em outras culturas, como trigo e morangos. Resultados excelentes na co-inocula\u00e7\u00e3o de soja com a HM053 e com outra bact\u00e9ria selecionada pela UFPR, a HM210, tamb\u00e9m foram obtidos em condi\u00e7\u00e3o de campo. <\/span><\/p>\n

\u201cEmbora nossos resultados indiquem que as bact\u00e9rias estimulam crescimento de outras culturas, somente a testagem em condi\u00e7\u00f5es de campo sob protocolos r\u00edgidos pode realmente comprovar o efeito\u201d, alerta o especialista.<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

Caminhos tecnol\u00f3gicos para produtos nacionais e sustent\u00e1veis<\/span><\/b>\u00a0<\/span><\/h2>\n

O objetivo dos pesquisadores da universidade \u00e9 compreender a fixa\u00e7\u00e3o biol\u00f3gica de nitrog\u00eanio em bact\u00e9rias associativas; como essa intera\u00e7\u00e3o entre planta e bact\u00e9ria \u00e9 estabelecida; como a planta reconhece que a bact\u00e9ria n\u00e3o \u00e9 patog\u00eanica; e quais fun\u00e7\u00f5es cada uma exerce nessa parceria.<\/span><\/p>\n

Com os resultados desses estudos, foi poss\u00edvel apontar o caminho para a ind\u00fastria desenvolver uma nova tecnologia com grande potencial e que gerar\u00e1 <\/span>royalties <\/span><\/i>para a institui\u00e7\u00e3o.\u00a0<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

Um dos grandes diferenciais dessa inova\u00e7\u00e3o \u00e9 a sustentabilidade, pois, al\u00e9m de ser um produto natural, tem o potencial de reduzir a utiliza\u00e7\u00e3o de fertilizantes qu\u00edmicos nitrogenados (como nitrato, am\u00f4nio e ureia). Esses fertilizantes, al\u00e9m de muito caros, s\u00e3o facilmente perdidos com as \u00e1guas das chuvas, que os arrastam para mananciais e len\u00e7\u00f3is fre\u00e1ticos, causando polui\u00e7\u00e3o e amea\u00e7ando a sa\u00fade humana e animal e o meio ambiente.<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

A produ\u00e7\u00e3o de fertilizantes qu\u00edmicos tamb\u00e9m gera um grande passivo ambiental devido \u00e0 emiss\u00e3o de gases de efeito estufa: 2% da demanda global de energia f\u00f3ssil (\u00f3leo combust\u00edvel, diesel e g\u00e1s natural) \u00e9 destinada \u00e0 produ\u00e7\u00e3o e ao transporte de fertilizantes nitrogenados. Al\u00e9m disso, a escala necess\u00e1ria para essa atividade faz com que esse setor seja altamente concentrado em grandes grupos empresariais, sendo que 70% da produ\u00e7\u00e3o mundial \u00e9 concentrada em apenas dez empresas.<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

A solu\u00e7\u00e3o desenvolvida pela UFPR e seus parceiros, al\u00e9m de sustent\u00e1vel, fortalece o mercado nacional, pois se trata de um produto totalmente brasileiro, desde a tecnologia at\u00e9 a produ\u00e7\u00e3o, eliminando a necessidade de importa\u00e7\u00f5es e intermedi\u00e1rios externos e fomentando a ind\u00fastria e as cadeias produtivas nacionais. <\/span><\/p>\n

\u201cA ci\u00eancia n\u00e3o pode parar; novas tecnologias dependem de novas descobertas\u201d, diz Souza.<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

\u2795 Leia o artigo “The ammonium excreting Azospirillum brasilense strain HM053: a new alternative inoculant for maize”<\/a>, publicado na Plant and Soil<\/em><\/h5>\n
\u2795 Leia o artigo “Robust biological nitrogen fixation in a model grass\u2013bacterial association”<\/a>, publicado no Plant Journal<\/em><\/h5>\n
\u2795 Leia o artigo “Monitoring Azospirillum-wheat interactions using the gfp and gusA genes constitutively expressed from a new broad-host range vector”<\/a>, publicado no Journal of Biotechnology<\/em><\/h5>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Bact\u00e9rias fixadoras de nitrog\u00eanio s\u00e3o microrganismos encontrados naturalmente em ra\u00edzes de plantas como milho, trigo, cana-de-a\u00e7\u00facar e arroz. 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