Coordenadores: Juliana Aguiar
Victor Flores
Tutores: Cristina Ferreira
Fabrício Moreira
Raphael Rodrigues
Filipe Berçot
Roberta Ribeiro
Giliane Souza
Natalia Bernardes
Leonardo Cunha
QUANDO PENSAMOS EM BIOTECNOLOGIA, O QUE SURGE EM NOSSA MENTE???
Apesar de ter surgido como objeto de estudo nas últimas
décadas, os princípios da Biotecnologia tem sido usados
por milênios
A partir da década de 70, com as técnicas de DNA recombinante, a
Biotecnologia ganhou mais ênfase.
Biotecnologia Moderna
Por isso quando pensamos em biotecnologia as primeiras aplicações que
pensamos são: clonagem, transgenia, células tronco
2000 -03
1996
1990
1982
1975
1940-1950
1910-1940
1880-1910
2000 a.C.
6000 a.C.
Eventos importantes:
A sua história no mundo...
Primeira Geração: Idade Nova (2000 a.C.)
- cruzamento de espécies animais e plantas
- leveduras para fermentação de pão e álcool.
Diversas variedades
de milho
Cruzamento das espécies de
interesse = fruto grande X planta
grande (fruto pequeno)
Tais técnicas são usadas até hoje
Variedade mais
produtiva
A sua história no mundo...
Segunda Geração: Fim do século XIX - Teoria de Louis Pasteur
- microrganismos causam enfermidades humanas
- ação dos microrganismos anaeróbios nas fermentações láctea, butírica e
alcoólica
+
Descoberta de
microrganismos
=
Produto de interesse
Aplicação industrial
A sua história no mundo...
Terceira Geração: Início de 1970 - Biologia Molecular
- isolamento e manipulação de genes (DNA)
- fusão e multiplicação de células
O que é Biotecnologia ?
Várias definições...
BIO – elemento designativo de vida, uso de processos biológicos;
TECNOLOGIA – solucionar problemas ou gerar produtos úteis;
BIOTECNOLOGIA
Conjunto
de
tecnologias
que envolvem
a
utilização de
organismos vivos ou partes deles, células e moléculas, para a
geração de produtos, processos e serviços.
Biotecnologia e suas aplicações:
Setores
Alimentação
Bens e serviços
pães, queijos, picles, cerveja, vinho, proteína unicelular,
aditivos etc.
Biotecnologia e suas aplicações:
Setores
Bens e serviços
Química
butanol, acetona, glicerol, ácidos, enzimas, polissacarídeos
etc.
Energia
etanol, biogás
Etanol
Biogás
Biotecnologia e suas aplicações:
Setores
Bens e serviços
Pecuária
Embriões, animais transgênicos
Saúde
antibióticos, hormônios e outros produtos farmacêuticos,
vacinas, reagentes e testes para diagnóstico, células-tronco,
biosensores etc.
Biotecnologia e suas aplicações:
Setores
Agricultura
Bens e serviços
adubo composto, bioinseticida, silagem, mudas de plantas
ou de árvores, plantas transgênicas etc.
Silagem
Mudas
Bioinseticidas
Plantas transgênicas
Biotecnologia e suas aplicações:
Setores
Meio Ambiente
Bens e serviços
biorremediação, tratamento de efluentes, purificação da
água, biosensores
Biorremediação
Tratamento de efluentes
Conjunto de técnicas que permitem a diminuição do impacto das poluições
no meio ambiente, seja em meios urbanos ou rurais
Pesquisa e Tecnologia
A favor do desenvolvimento sustentável
Redução do Impacto ambiental e Sustentabilidade agrícola:
Produção de biogás
Biorremediação
Bioinseticidas
Controle biológico
Biofertilizantes
Inoculantes agrícolas
Biotecnologia na Redução do Impacto ambiental
BIORREMEDIAÇÃO: consiste na utilização de seres
componentes na recuperação de áreas contaminadas.
vivos
ou
seus
Várias empresas fazem uso da biorremediação em seus serviços.
Ex. Replasquim : atua na prestação de serviços de Biorremediação, nos segmentos
geradores de resíduos provenientes de matéria orgânica ou hidrocarbonetos (óleos e
graxas). Disponível em: http://www.replasquim.com.br/servicos-detalhes.aspx?cod=9
Desentupimento de uma tubulação incrustada
Produtos químicos
Usando a biotecnologia
Desentupimento mecânico
Além da aplicação da biorremediação existe os serviços na produção de uma
população microbiana capaz de biorremediar uma contaminação específica.
Ex: Millenniun Tecnologia Ambiental, voltada ao saneamento
e prevenção ambiental através do biotratamento de efluentes
orgânicos.Disponível em: http://www.enzilimp.com.br/site/default.asp?TroncoID=748192
&SecaoID=636281
Massa microbiana
Compostagem
Tratamento de resíduos domésticos
Tratamento de esgoto
Pesquisas na área
Fitodegradação
Biorremediação de áreas contaminadas
com hidrocarbonetos do petróleo –
Fitovolatilização
Fitotrasnformação
trabalho desenvolvido pelo Prof. Dr. Victor Saraiva do
IFF de Cabo frio
- bactérias nativas já adaptadas ao
solo associadas a raízes pode
conduzir
a
uma
efetiva
rizorremediação.
Rizorremediação – remediação mediada
por bactérias que vivem na rizosfera
(região próxima as raízes das
plantas)
Fitoacumulação
Molécula Poluente
Absorção do
poluente
Detoxificação
Fitoestabilização
Rizodegradação
Associação microbiana na rizosfera
Muitas pesquisam sobre biorremediação dão base para as empresas.
Biorremediação de herbicidas em água
com Enterobacter cloacae combinada
com Pistia Stratiotes (Roehrs, R.; Farias,
F.M.; Faoro, D.),
•Utilização da alface d´água em conjunto
com a bactéria E. cloacae como um sistema
para descontaminação da água
•Aumenta a velocidade de degradação dos
pesticidas para a reutilização de águas de
cultivo de arroz
Disponível em: http://www.unipampa.edu.br/portal/noticias/1707pesquisa-sobre-biorremediacao-e-premiada-em-eventointernacional
Tanques de
biorremediação
com alface
d’água
Raíses da
alface d’água
Pesquisadores na área:
USP - Priscila Lupina Gratão - Escola Superior de Agricultura “Luiz de
Queiroz”
UERJ – Profª. Márcia Marques Gomes - Laboratório de Biorremediação e
Fitotecnologias;
UFRGS - Prof. Flavio Anastacio de Oliveira Camarg
UFPR - Prof. Arimar Leal Vieira.
Assim como o reaproveitamento de águas purificadas é possível usar os
contaminantes orgânicos (fezes, palha e restos de plantação) para produção de
biofertilizantes e biogás.
BIOFERTILIZANTES: são fertilizantes obtidos a partir da decomposição da
matéria orgânica
Os biofertilizantes são usados a muitos
anos como comprovada pela notícia de
1997.
• Na década passada os biofertilizantes
eram usados por pequenos agricultores
para diminuir o custo com fertilizantes
químicos.
• Hoje, existem empresas especializadas
que vendem os biofertilizantes para
grandes produtores
Além de aumentar a produção agrícola o biofertilizante dá um destino aos
poluentes orgânicos que são continuamente produzidos.
Várias empresas produzem os biofertilizantes:
A Rigran lançou biofertilizantes com capacidade para
elevar a produtividade de 5% a 8%. Disponível em:
http://www.edcentaurus.com.br/materias/granja.php?id=1382
Uno Fortune Inc. especializa-se na
fabricação, fornecendo e exportando a
Biofertilizantes. Disponível em: http://www.
biofertilizerorganic. com/pt/biofertilizers.html
Aliado a produção de biofertilizantes é possível produzir o biogás.
Biogás: Gases liberados por bactérias anaeróbicas em função
decomposição da matéria orgânica – Composto principalmente de metano
da
Atualmente os produtores, assim como as
empresas de produtos agrícolas tentam
otimizar a produção.
Dessa forma, o pensamento atual gira em
torno das possíveis utilizações de tudo que
antes era descartado.
Nesse sentido, a pecuária além de fornecer
carne, leite, ovos também pode produzir
biofertilizantes e combustível (biogás)
O biogás fornece:
Energia (calor, eletricidade e
combustível), sendo considerada
uma energia renovável.
É uma alternativa para a
diminuição de gases do efeito
estufa (metano)
Cerca de 7000 instalações de
biogás estão em operação por
toda a Europa
Pesquisa relacionada: Profª.Pecora do Instituto de Eletrotécnica e Energia da USP: O
potencial de geração de energia elétrica e iluminação a gás por meio do
aproveitamento de biogás proveniente de aterro sanitário
Pesquisadores na área:
• UEPG – Profª. Ana Cláudia Barana;
• UFRJ – Prof. Roberto Schaeffer; COPPE
• USP – Prof. Arnaldo Sarti
• UFRJ – Prof. Nivaldo de Castro
BIOTECNOLOGIA NA PRODUÇÃO AGRÍCOLA
As plantações aperfeiçoadas por meio da biotecnologia agrícola têm crescido por
mais de 12 anos.
Impacto na comunidade global
A biotecnologia agrícola pode ajudar a solucionar a
crise global de alimentos e pode ter um impacto
positivo sobre o problema da fome mundial.
Impacto positivo na saúde humana
A biotecnologia agrícola tem se concentrado em
fornecer benefícios para a saúde do
consumidor.
INOCULANTES AGRÍCOLAS: é o uso de bactérias e fungos que atuam
fornecendo nutrientes para as plantas (fixação de nitrogênio) e promovendo
seu crescimento.
• Podem diminuir em 70% o uso de fertilizantes nitrogenados,
consequentemente diminuindo a poluição causada por esses.
Cultivo com
inoculante
Cultivo sem
inoculante
No Brasil uma das pioneiras na pesquisa e produção desses inoculantes é a
EMBRAPA agrobiologia.
Alvos: gramíneas como cana aos grãos como feijão e hortaliças como alface.
São compostos basicamente por solo orgânico esterilizado e grande
quantidade de bactérias. Pode aumentar em até 50% a safra.
Tecnologia à base de inoculante diminuirá gastos para o produtor rural
Ministério da Agricultura define regras para registro desses inoculantes Disponível em:
http://agricultura.ruralbr.com.br/noticia/2011/03/tecnologia-a-base-de-inoculante-diminuira-gastos-para-o-produtor-rural3252689.html
Embrapa e UFPR desenvolvem primeiro inoculante para milho e trigo - 08/2009
Ensaios mostraram incrementos de 25% a 30% no
rendimento do milho e de 8% a 11% para o trigo.
Disponível
em:
Noticia = 94619
http://www.agrolink.com.br/noticias/NoticiaDetalhe.aspx?cod
Inoculante comprova eficiência
e sustentabilidade nas lavouras
– 04/2011 Disponível em: http://www.portaldo
agronegocio .com.br/conteudo.php?id=53079
Sem inoculante
Com inoculante
Pesquisadores na área:
Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia;
USP - Prof. Dori Edson Nava
UENF - Prof. Marília Amorim Berbet de Molina
(FURB) - Fundação Universidade Regional de Blumenau - Prof. Sidney Luiz
Stürmer, Rede Glomeronet - cultivo e aplicação de fungos micorrízicos
arbusculares.
CONTROLE BIOLÓGICO: técnica que utiliza organismos vivos, para diminuir a
população de organismos considerados pragas,
Pode ser feito com predadores, parasitas ou patógenos que atacam a
praga;
Larvas que
parasitam a lagarta
Fungo patógeno
Joaninha predadora
Os inseticidas microbianos (bioinseticidas), têm sido vistos desde a década de
70, como uma excelente alternativa de controle. Sua formulação tem como base
bactérias
Bt-horus: não à dengue
Fim para as picadas de
borrachudos
“Ponto final” nos danos
causados por lagartas
Sphaerus SC: controle do
transmissor da malária
Fungos no combate a pragas
Atinge uma grande variedade de pragas
Podem ser aplicados em armadilhas dentro da plantação
Besouros
Armadilha a base de
fungos
Gafanhotos
Formigas
Devido a importância do controle biológico, muitos livros, cartilhas e jornais tem
sido feitos.
Esses veículos de informação tem como objetivo, apresentar as formar corretas
de fazer uso do cotrole biológico, evitando causar um desequilíbrio
ecológico.
Livro do autor José Roberto
Parra e colaboradores
Jornal da Unicamp –
disciplina ecologia aplicada
Notícias promissoras do controle biológico.
Uso de insetos predadores no controle biológico de
pragas
24/08/2011
Disponível
em:
http://www.cpatsa.embrapa.br/cpatsa/
imprensa/noticias/uso-de-insetos-predadores-no-controle-biologico-de-pragas
Joaninha exerce função predatória no controle biológico de
cochonilhas e afídeos (pulgões).
Uso de controle biológico para o mofo-branco em feijoeiro
24/08/2011
Disponível
em:
http://www.diadecampo.com.br/zpublisher/materias
/Materia.asp?id=22478&secao=Colunas%20Assinadas
O Trichoderma (fungo) tem sido utilizado para o controle do mofobranco em feijoeiro.
Notícias promissoras do controle biológico.
Uso de controle biológico das cigarrinhas da cana-deaçucar. 24/08/2011 Disponível em: http://www.diadecampo.com.br/zpublisher/materias
/Materia.asp?id=22478&secao=Colunas%20Assinadas
A pesquisa do controle biológico da cigarrinha-da-cana tem grande
importância, já que o custo do controle é menor que o controle
químico
Bacillus subtilis: agente de controle biológico e
promotor de crescimento em plantas 24/08/2011 Disponível em:
http://www.diadecampo.com.br/zpublisher/materias
/Materia.asp?id=22478&secao=Colunas%20Assinadas
Bacillus subtilis é um organismo muito versátil e efetivo na
prevenção e controle de doenças causadas por várias
espécies de patógenos em diversas culturas.
Pesquisadores na área:
EMBRAPA – Prof. Luiz Alexandre Nogueira de Sá, pesquisador da Embrapa
Meio Ambiente
Universidade do Vale do Paraíba, - Prof. Dr. Drauzio Eduardo Naretto
Rangel Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento
USP - Prof. Dr. Sérgio Batista Alves - Escola Superior de Agricultura Luiz
de Queiroz