Pesticidas sustentáveis para a agricultura
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Nos próximos cinco anos, um grupo de investigação júnior da Universidade Heinrich Heine de Düsseldorf (HHU) vai investigar a forma como as bactérias podem ser utilizadas para produzir um pesticida amigo do ambiente. O agente ativo provém de uma planta, o crisântemo da Dalmácia. O Ministério Federal da Investigação, da Tecnologia e do Espaço (Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt - BMFTR) financia o projeto com cerca de 2,7 milhões de euros, no âmbito da Estratégia Nacional para a Bioeconomia.
Os pesticidas são de importância crucial para garantir a segurança alimentar mundial. Sem eles, corremos o risco de uma redução significativa do rendimento das culturas a nível mundial - são possíveis perdas de 30 a 80%. Esta questão torna-se ainda mais premente tendo em conta o facto de se prever que a população mundial aumente para nove mil milhões de pessoas - todas elas com necessidade de alimentação - até ao ano 2050.
Embora os pesticidas sejam essenciais para a agricultura moderna, as preocupações com os seus efeitos ambientais são cada vez maiores, por exemplo, muitos são prejudiciais para os insectos benéficos, incluindo as abelhas. Além disso, os pesticidas sintéticos normalmente utilizados são persistentes do ponto de vista ambiental e bioacumulam-se na cadeia alimentar. A expansão da agricultura irá exacerbar estes problemas, resultando numa necessidade urgente de encontrar alternativas mais seguras e ecologicamente sustentáveis.
O grupo de investigação júnior liderado pelo Dr. Elmo Wilken no Instituto de Biologia Quantitativa e Teórica da HHU está a trabalhar numa dessas alternativas. O seu grupo de investigação está a concentrar-se no crisântemo da Dalmácia (Tanacetum cinerariifolium), também conhecido como piretro da Dalmácia. A flor produz biopesticidas naturais, as chamadas piretrinas, que já são utilizadas desde o século XVII. Apresentam uma baixa toxicidade para os mamíferos, uma rápida decomposição no ambiente e uma elevada potência contra as pragas de insectos.
Dr. Wilken: "Apesar destas vantagens, os análogos sintéticos menos ecológicos são atualmente preferidos, uma vez que a produção de piretrina a partir de plantas é significativamente mais dispendiosa. Normalmente, apenas cerca de 1 a 2% da massa seca das flores de T. cinerariifolium contém as valiosas piretrinas. Por conseguinte, a utilização agrícola generalizada exigiria o cultivo em grande escala em zonas de clima ensolarado - um método que não pode competir com a produção sintética em termos de custos".
O grupo de investigação júnior "PyreComm" da HHU, financiado pelo BMFTR, está a trabalhar para desenvolver um bioprocesso escalável, semi-sintético e sustentável para a produção de compostos de piretrina. Os investigadores pretendem utilizar um processo biotecnológico em que as bactérias Vibrio natriegens são programadas para fabricar os compostos.
"No entanto, pretendemos espalhar a via biossintética da piretrina por vários membros de uma comunidade bacteriana. Isto alivia a carga metabólica de expressar todo o processo de produção numa só célula, tornando o processo global mais eficiente e aumentando potencialmente a competitividade económica do bioprocesso", afirma Wilken.
Utilizando modelos metabólicos avançados em combinação com a mais recente tecnologia de medição, o nosso objetivo é conceber as comunidades para maximizar a eficiência. As comunidades serão cultivadas em bioreactores utilizando uma matéria-prima à base de madeira. Wilken: "Isto permite-nos fechar o ciclo entre a agricultura e a produção de biopesticidas".
O projeto de investigação PyreComm receberá cerca de 2,7 milhões de euros de financiamento para desenvolver um biopesticida rentável. Os investigadores esperam que este pesticida tenha boas hipóteses de ser rapidamente aprovado no âmbito da estratégia da UE "Do prado ao prato", que visa tornar os alimentos mais saudáveis e mais sustentáveis.
Wilken: "Em última análise, o PyreComm contribuirá para alargar as ferramentas de que dispõem os bioengenheiros para conceber e construir bioprocessos de grande escala e economicamente viáveis. Em termos concretos, o nosso projeto desempenhará um papel na redução dos danos ecológicos causados pelos pesticidas sintéticos.
Plantações de crisântemo dálmata (Tanacetum cinerariifolium) no Ruanda, em África.
Copyright: Martha Maria Carolina Wilken
Financiamento do BMFTR no âmbito da Estratégia Nacional de Bioeconomia
Com a Estratégia Nacional de Bioeconomia anunciada em 2020, o Governo Federal tem como objetivo fazer a transição de uma economia largamente baseada em matérias-primas fósseis para uma economia circular, que se baseia mais em recursos renováveis e faz uma utilização mais eficiente das matérias-primas. As diretrizes e os objetivos da Estratégia de Bioeconomia estão orientados para os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) estabelecidos na Agenda 2030 das Nações Unidas. A bioeconomia desempenha um papel fundamental nos ODS.
O objetivo da iniciativa de financiamento "Jovens Investigadores Criativos para a Bioeconomia", que também financia o projeto liderado pelo Dr. Wilken na HHU, é envolver jovens investigadores na identificação de novas áreas de aplicação e aplicações inovadoras para a bioeconomia, nas quais o conceito de sustentabilidade é tido em consideração desde o início. O objetivo é criar sinergias entre jovens investigadores e investigadores já estabelecidos, a fim de apoiar os grupos de investigação mais jovens através de desafios organizacionais e temáticos.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
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