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Controle biológico com o uso de vírus e bactérias
Fernando Hercos Valicente
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Manejo integrado de pragas • É a seleção inteligente e uso das ações para
o controle de pragas que irá assegurar conseqüências favoráveis (econômicas, ecológicas e sociológicas)
• Conceito de praga: inseto que causa dano e redução da produção, causando prejuízo econômico
• Nem todo dano na planta é intolerável
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Manejo de Pragas – Princípios
• Reconhecimento das pragas chaves da cultura • Reconhecimento de inimigos naturais das
principais pragas da cultura
• Amostragem da população de insetos (Bt e não Bts) - pragas – pragas primárias e secundárias
• Escolher as táticas de controle disponíveis
• MONITORAMENTO – SEMPRE • Tanto para plantas Bts e não Bts
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Controle biológico: Ação de parasitas, predadores ou patógenos sobre uma população de hospedeiros que produz uma posição geral de equilíbrio mais baixa do que predominaria na ausência destes agentes (Stern, 1959)
Smith, 1919 – O uso de inimigos naturais (introduzidos ou manipuilados) para controlar insetos pragas
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Métodos culturais
Controle Químico
Planta (Cultura)
Solo Clima
Pragas
Insetos e microrganimos
benéficos
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Agentes de controle Vírus Fungos
Bactérias etc
Levantamento a campo
Identificação dos agentes
Postulados Kock
Multiplicação
CL50, TL50, concentrações etc
Caracterização
Observação em laboratório
Criação artificial do inseto praga
Melhores condições de multiplicação
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Agentes microbianos
• Produção em larga escala – Máquinas
– Equipamentos
• Formulação – Pó
– Concentrado emulsionável
– grânulo
• Teste de prateleira
• Experimentos de campo
• Validação
• Caracterização molecular – DNA (enz.restrição)
– Proteína
– Clonagem de genes
– Expressão gênica
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Patógenos
• Organismos que causam doenças em seus hospedeiros. Agentes mais comuns: vírus, fungos, bactérias, nematóides, protozoários etc.
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Pragas da cultura do milho
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Pragas de milho
• Lagarta do cartucho
• Broca da cana
• Lagarta elasmo
• Lagarta da espiga
• Curuquerê dos capinzais
• Helicoverpa armigera
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Helicoverpa armigera
Foto: Arthur Torres
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Criação artificial • Lagarta come mais plástico que as outras (Spodoptera
frugiperda)
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Criação artificial • Ovos colocados isoladamente
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Lagartas recém eclodidas
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Mocis latipes – curuquerê dos capinzais Ocorrência generalizada em várias regiões Difícil de criar em laboratório
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Spodoptera frugiperda • U$500 a 600 milhões de dólares/ano
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DANOS
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Controle da lagarta do cartucho
• Controle químico – não pode ser descartado • Controle cultural
• Controle biológico – Parasitóides – Predadores
– Patógenos •Vírus •Bactérias • Fungos • etc
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Produção de biopesticidas • Isolado específico para a praga em
questão • Produção em pequena escala • Otimizar produção – • Produto final – estabilização – Protetor UV – Inerte – Controle de qualidade – concentração
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Produção em grande escala
Criação do inseto
Temperatura de incubação
Idade do inseto
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Controle biológico com Baculovirus
» Tópico – Arial 18pt
» Tópico
» Tópico
» Tópico
» Tópico
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Baculovirus
• Nucleopoliedrovirus - NPV – Mais estudados
– Ataca várias espécies de lepidopteros
• Granulovirus - GV
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NPV
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Características desejáveis de um patógeno
• Alta virulência aos insetos alvos
• Inócuo às outras formas de vida, inclusive insetos benéficos, plantas e vertebrados
• Não pode ter resíduo tóxico
• Longa permanência no campo
• Capacidade de dispersão
• Produção fácil e econômica, sem perda de viabilidade ou virulência
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Baculovirus
• Sintomas: • perda de apetite • redução na mobilidade • descoloração do corpo • corpo flácido e aparência oleosa • morrem dependuradas pelas patas
abdominais em folhas e ramos da parte superior da planta hospedeira
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Produção em larga escala lagarta do cartucho
• Problema a ser resolvido:
• Liquefação das larvas mortas – dificuldade de coleta – larvas devem ser congeladas antes.
Liquefação congelamento de larvas
dificuldade de coleta trabalho intenso
alto custo de produção
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Baculovirus • Liquefação da lagarta do cartucho -
• Banco de Baculovirus – 22 isolates –
• Pode matar outras espécies? – bioensaios
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Baculovirus – isolado 6
•Não causa liquefação de larvas mortas - imediatamente após a morte
•Fáceis de coletar
•Reduz trabalho
• Não há perda de PIBs
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Experimentos de campo Janaúba/MG
Sete Lagoas/MG
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Considerações na aplicação.
• - Luz solar - raios UV fator mais importante para a desativação de produtos biológicos.
• hora de aplicação – final da tarde.... • - Arquitetura da planta - milho / feijão • - Formulações e métodos de aplicação-
formulação deve manter sobrevivência do patógeno e armazenado sem perder a eficácia
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Considerações na aplicação
- Os aparelhos de aplicação podem ser os mesmos para os químicos
- Tamanho da planta
- Maior problema: JATO DIRIGIDO
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Experimentos para teste de produtos
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-Produto (biológico ou não) NÃO atinge o cartucho da planta. - Pouca água e alta velocidade do trator - Problemas com resistência a inseticidas químicos, mas o maior problema é de como atingir o inseto dentro do cartucho
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Produção em larga escala
• Liquefação do tegumento do
inseto
• Canibalismo
Hospedeiro alternativo Não canibal
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S. cosmioides
Hospedeiro alternativo NÃO canibal
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Formulação – produto finalizado – teste de prateleira – mais de 2 anos
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Biofábrica de Baculovirus – Uberaba/MG
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H. armigera
H. zea
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Baculovirus – falsa medideira
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Controle biológico com Bacillus thuringiensis
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Bacillus thuringiensis
• Natural do solo, insetos mortos, filoplano, água e resíduos de grãos
• Bactéria Gram positiva, forma esporos e, produz cristal proteíco durante o processo de esporulação
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cry 1 Aa1
1 Aa2
1 Aa3
: :
cry 1 Aa15
1 Ab1
: :
cry 1 Ai1
1 Ba1
1 Ba2
: :
cry 1 Bg1
cry 1 Ca2
Cb1
: :
cry 1 La1
cry 2 Aa1
2 Aa2
: :
2 Aa11
: :
2 Ae1
: :
cry 3 Aa1
: :
: :
cry 9 Aa1
: :
cry 27 Aa1
: :
cry 74 Aa1
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Cepa 344
B.t. tolworthi
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Foto: Arthur Torres
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Isolamento
• Microscopia de contraste de fase
• Colônias com cristais foram reisoladas
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Caracterização molecular
MM
cry1Ab – 418 pares de bases
600pb
400pb
344
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116KDa
66KDa
Perfil de proteína
MM T09 344 HD125 1644
Pró-toxina – 130 – 160 kDa Fragmento tóxico – 55-70 kDa
Proteína Cry1
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Bacillus thuringiensis
• Transgênicos
• Milho
• Soja
• Algodão
• etc
• Biopesticidas
• Fermentação
• Meio de cultura
• Estabilidade do produto
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Bacillus thuringiensis
• Biopesticida mais produzido no mundo
• Processo fermentativo – líquido, sólido e semi-sólido
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Produção de biopesticida a base de Bt
• Produção artesanal
• Arroz – substrato • Enriquecido com
fontes de C, N, sais • Autoclavado e
misturado com a cepa desejada
• Produção larga escala
• Meio líquido
• Fermentadores
• Meio de cultura – barato -
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Meio de cultura
• Material de baixo custo
• Disponível no mercado
• Meio de cultura deve ser esterilizado
• Inóculo (cepa) sem contaminação
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Meio de Cultura deve conter:
• Carbono – melaço de cana, glicose de milho, farelo de arroz, torta de oleaginosas, beterraba, etc
• Nitrogênio – farinha de soja, água de maceração de milho, levedura
• Sais- cálcio, zinco, manganês e magnésio
• Resíduo de abatedouro de frango
• Sistema aerado (O2) e com agitação constante
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Produção artesanal: Arroz usado como substrato
• Misturado com fontes de carbono (glicose) e nitrogênio (farinha de soja)
• Autoclavado - esterilizado
• Inoculado com a cepa de Bt desejada
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Exemplo prático
• Bacillus thuringiensis
– biofábricas
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Conhecer o fermentador Como usar Esterilizar fermentador Esterilizar meio
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O mesmo será realizado pela
Sec. Agricultura do RS e Fepagro
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Enhancing small-holder rice and maize production using bacteria-plant extract
biopesticide
• Projeto liderado pela Embrapa Milho e Sorgo e Mali
• Países participantes: Mali, Burkina Faso e Niger
• Produção de Biopesticida a base de Bt
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Experiência com Sementes Farroupilha – Patos de Minas/MG
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Produção de Bt em larga escala
• Biofábrica em Patos de Minas/MG
• Capacidade do fermentador:2.000/5.000 e 10.000L
• Uso de Produtos da agricultura
• Funcionamento - 24 h
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UM NOVO INVESTIMENTO DO GRUPO FARROUPILHA
- LABORATÓRIO DE FERMANTAÇÃO LÍQUIDA -
Produção de:
SF 95 - Controle da ferrugem da soja
Bacillus thuringiensis – Controle da lagarta do
cartucho do milho (Convênio EMBRAPA – CNPMS)
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Produção larga escala - Farroupilha
• Mais de 200.000ha pulverizados
• Produção de 3.000 litros/semana
• Meio para produção é barato
• Formulação líquida e em pó
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Biofábricas • Agroceres – transgênico – Bt/RNAi
• Simbiose – Baculovirus
• Vitae Rural – baculovirus
• Farroupilha - Bt
• Ballagro – Bt
• Ihara - Baculovirus
• BUG - Baculovirus
• IMAmt (Inst. Matogrossense de Algodão) – Baculovirus