Newsletter – Ano III – Número I – junho/2024
A Daterra Coffee é uma fazenda produtora e exportadora de cafés especiais. Nasceu de um sonho de reinventar a cafeicultura com qualidade, e atualmente é reconhecida mundialmente pela sua dedicação à sustentabilidade e qualidade. A empresa é uma das pioneiras na cafeicultura sustentável, e coleciona conquistas que refletem este compromisso, sendo a primeira fazenda de café certificada Rainforest Alliance no Brasil, certificações UTZ Certified, ISO 14001, e vencedora do “Prêmio Fazenda Sustentável 2015” da Revista Globo Rural, e considerada a fazenda mais sustentável do Brasil.
A Daterra investe significativamente em pesquisa e desenvolvimento para aprimorar suas técnicas de cultivo e processamento, garantindo que cada grão de café atenda aos mais altos padrões de qualidade. Nesse sentido, a empresa encontra no Instituto Agronômico (IAC) a parceria ideal para o contínuo processo de inovação dos grãos produzidos em suas fazendas e a implementação de práticas agrícolas cada vez mais sustentáveis. Para falar sobre essa importante parceria entre Daterra e IAC, conversamos com a MSc. Diulie Moreira, Especialista em Pesquisa e Desenvolvimento de Mercado da Daterra.
1) A Daterra é parceira do Instituto agronômico há muitos anos e mais recentemente fortaleceu esse laço ainda mais como participante do projeto para desenvolvimento de novas tecnologias que solucionem os principais problemas na cultura da cana, citros e café o CCD-CROP-IAC. Poderia nos contar um pouco sobre a parceria da Daterra com o CCD-CROP-IAC?
A Daterra se orgulha da parceria com o IAC nesta e em inúmeras outras pesquisas. Para a Daterra o melhoramento genético vegetal é uma das atividades mais relevantes da pesquisa nacional cafeeira. Neste sentido, temos buscado incentivar pesquisas e apoiar instituições que buscam o desenvolvimento de uma cafeicultura inovadora e sustentável. A escolha do teor da cafeína como tema principal desta pesquisa representa para nós uma grande oportunidade para o desenvolvimento de uma cultivar de café tipo arábica sem ou com teores reduzidos do composto. Principalmente em um cenário de intensa expansão da demanda por estes cafés, seja devido aos efeitos colaterais adversos da cafeína ou por opção do mercado.
Nesta proposta de edição genômica são utilizados cultivares comerciais com o objetivo de obter plantas com grãos desprovidos de cafeína, desta forma partimos de uma cultivar comercial, produtiva, vigorosa, resistente a agentes bióticos, que já reúne atributos agronômicos e industriais desejáveis. Isso irá reduzir o tempo de desenvolvimento da nova cultivar e facilitará o acesso ao mercado.
2) Com relação à pesquisa, como funciona essa interação entre IAC e Daterra? quais os principais campos experimentais e projetos em andamento?
As pesquisas geralmente são pensadas em conjunto, a partir de uma demanda definida. Nossa equipe de pesquisa, junto aos pesquisadores do IAC elaboram estratégias, definem metodologias, implantam experimentos, acompanham e discutem os resultados em conjunto. Atualmente temos diversas pesquisas sendo desenvolvidas no âmbito do melhoramento genético e seleção de plantas. Recentemente iniciamos uma parceria com o IAC visando identificar porta-enxertos de C. canephora que influenciem positivamente o potencial produtivo e de resistência de cultivares produtoras de cafés diferenciados. O experimento foi implantado em 2022 em dois campos experimentais (Fazenda São João- Franca/SP e Fazenda Boa Vista- Patrocínio/MG), utilizando sete cultivares copa de C. arabica de excelente qualidade, enxertadas em três porta-enxertos de C. canephora pré-selecionados com base no desenvolvimento vegetativo e compatibilidade. Os resultados esperados para esta pesquisa são identificar porta-enxertos compatíveis com cultivares copas avaliadas e capazes de promover aumento no potencial produtivo delas em regiões distintas de cultivo.
3) Quais são os principais gargalos na cadeia de produção do café e como você enxerga a parceira com o CCD-CROP-IAC no papel de ajudar a superar esses desafios?
As mudanças climáticas, o aumento das temperaturas, as secas mais frequentes e severas, e as mudanças nos padrões de precipitação são atualmente alguns dos principais desafios na produção de cafés no Cerrado Mineiro. Condições extremas do clima podem afetar a qualidade da safra e reduzir a produtividade.
Para nós os desafios relacionados as tais mudanças climáticas exigem resposta tecnológica, como o desenvolvimento de variedades genéticas de plantas adaptadas à essa transição climática. Portanto as iniciativas da CCD-CROP-IAC visando explorar outras tecnologias de melhoramento genético representam uma oportunidade de futuramente, introduzir a metodologia de edição genômica no Programa de Melhoramento de Café e estender esta estratégia para outras características, como resistência a pragas e doenças, tolerância à seca, e até mesmo para modular o perfil químico e sensorial de grãos de café em novos cultivares.
O primeiro semestre de 2024 contou com a visita de renomados pesquisadores internacionais em nossos laboratórios. São importantes conexões para o nosso projeto, pois fortalece a troca de conhecimento e experiências com especialistas de ponta em biotecnologia, genômica e diretores do setor privado que podem viabilizar e acelerar a transformação de uma pesquisa em uma tecnologia para o mercado agrícola.
No dia 20/05/2024 os pesquisadores do CCD-CROP-IAC receberam no Centro de Citricultura do Instituto Agronômico (IAC) pesquisadores da Universidade da Florida.
- Manjull Dutt – Pesquisador especialista em Melhoramento de Frutas Cítricas e Subtropicais, Genética.
- Amit Levy – Pesquisador especialista na biologia de fitopatógenos e sua interação com hospedeiros.
A presença desses especialistas também reafirma o compromisso do CCD-CROP-IAC com a excelência científica e a inovação, fortalecendo nossa posição como um centro de referência global em pesquisas agrícolas. Estamos entusiasmados com as oportunidades de colaboração que surgem dessa visita e confiantes de que esses laços internacionais trarão benefícios significativos para nossas pesquisas e para o setor agrícola como um todo.
No dia 25/04/2024 os pesquisadores do CCD-CROP-IAC receberam no Centro de Cana do Instituto Agronômico (IAC) representantes da empresa parceira Nuseed. Estiveram presentes:
- José Antônio Bressiani – Diretor de Pesquisa Nuseed Brasil
- Ricardo Bendzuis – Diretor de Negócios, Nuseed Brasil
- Rodrigo Sarria: Chief Technology lead, Nuseed USA
- Adrian Mel: Global Seeds & Traits Strategy lead, Nuseed USA
- Brent Whittaker: Global Market Development Manager, Nuseed USA.
Os pesquisadores Dr. Oliveiro Guerreiro Filho, Dra. Lilian Padilha e Dr. Luiz Filipe Pereira integrantes do projeto CCD-CROP-IAC participaram de uma pesquisa recentemente publicada na revista Nature Genetics. Publicações em revista de alto impacto como as do grupo Nature são marcos significativo para qualquer cientista, pois representa o reconhecimento de trabalho inovador e de alta qualidade pela comunidade científica internacional.
O artigo em questão é o “The genome and population genomics of allopolyploid Coffea arabica reveal the diversification history of modern coffee cultivars” e detalha a estrutura genômica do Coffea arabica, um híbrido allotetraplóide de Coffea eugenioides e Coffea canephora, que é a base de aproximadamente 60% dos produtos de café consumidos globalmente. Entre muitas outras informações, esse estudo identificou os locais genéticos que podem contribuir para a resistência a patógenos, estabelecendo uma base sólida para o melhoramento genético baseado na genômica de C. arabica no futuro.
São trabalhos como esse que moldam o futuro da ciência e tecnologia.
Aconteceu no Centro de Citricultura Sylvio Moreira, em Cordeirópolis-SP, um dos centros da Instituição sede do CCD-CROP-IAC, a maior feira citrícola da América Latina: a 49ª edição da Expocitros e a 45ª Semana da Citricultura. Este evento é uma referência no setor, reunindo produtores, engenheiros agrônomos, pesquisadores e empresas do agronegócio de citros. Com cerca de 10.000 participantes e 30 palestras, a Expocitros promoveu networking, compartilhamento de conhecimento e apresentação de portfólios das empresas. A feira contou com uma estrutura completa para garantir uma experiência única aos visitantes e expositores, oferecendo oportunidades significativas de negócios e visibilidade no setor citrícola. O evento abordou temas como fitossanidade, inovação tecnológica, nutrição, economia e políticas públicas do setor.
No vídeo a pesquisadora principal do CCD-CROP-IAC, Dra. Alessandra Alves de Souza fala um pouco mais sobre a Expocitros2024. Assista e veja também como foi a edição de 2024.
Plantas de cana-de-açúcar transformadas geneticamente pela equipe da Dra. Silvana Creste estão apresentando ótimo desempenho para o ganho de biomassa! São resultados importantes para o desenvolvimento de cultivares de cana mais sustentáveis.
Os Pesquisadores do CCD-CROP-IAC estão estudando há algum tempo o potencial do gene Dirigent-Jacalin (ShDJ) da cana-de-açúcar. Para compreender melhor o funcionamento do gene ShDJ, os pesquisadores, por meio da biotecnologia, inseriram esse gene em plantas de arroz (utilizada como modelo para estudo do funcionamento genético em monocotiledôneas). Os eventos transgênicos (plantas de arroz com gene ShDJ) mostraram um aumento significativo na produção de biomassa sob condições de restrição hídrica, em comparação com as plantas selvagens. Os resultados positivos em plantas de arroz validaram o potencial do gene, com isso, foi desenvolvido vetor de superexpressão para o gene ShDJ em cana.
A cultivar IACSP05-5094 de cana-de-açúcar foi selecionada para os experimentos de transformação genética e até o momento, o trabalho dos pesquisadores resultou em 328 eventos independentes dessa cultivar contendo o cassete de superexpressão do ShDJ. Esses eventos foram enviados para a Fazenda Experimental da Nuseed Brasil S.A. em Alagoas para avaliação agronômica em campo, sob a liderança do Dr. José Bressiani. Dos eventos testados, cinco mostraram desempenho excepcional, produzindo 53% mais biomassa em toneladas de massa verde por hectare (TMVH) do que as cinco melhores plantas tipo-selvagem de IACSP05-5094.
A perspectiva deste trabalho para a sociedade é significativa. O desenvolvimento de cultivares de cana-de-açúcar mais sustentáveis é uma resposta direta aos desafios impostos pelas mudanças climáticas, promovendo um aumento da produtividade sem necessidade de expansão da área de cultivo. Este avanço não só contribui para a segurança alimentar e energética, mas também para a preservação ambiental, promovendo práticas agrícolas mais eficientes e sustentáveis.
Pesquisadores do CCD-CROP-IAC estão utilizando drones para o monitoramento das características agronômicas e a detecção de doenças, entre elas o greening, em plantas de citros geneticamente modificadas com potencial agrícola. Essas plantas transgênicas estão em etapa de avaliação em campo e são mantidas em áreas de Liberação Planejada em Meio Ambiente (LPMA). O uso dos drones permite uma análise precisa do desenvolvimento das plantas, incluindo o volume de copa, ao mesmo tempo em que facilita a identificação de pragas e doenças que atacam a parte aérea das plantas.
No entanto, por ser uma nova metodologia para esse tipo de monitoramento ainda é necessário correlacionar os dados com análises tradicionais presenciais para validar as avaliações, garantindo a precisão e a confiabilidade dos dados obtidos. Esse trabalho que está sendo desenvolvido pelos pesquisadores do CCD-CROP-IAC e os resultados são promissores! Os dados de seis correlações entre avaliações com drone e método tradicional confirmam que para as avaliações de desenvolvimento e de volume de copa das plantas os dados são correspondentes em ambas as formas de avaliação. No entanto, para parte de doenças ainda estamos enfrentando o desafio em diferenciar sintomas que causam alterações na coloração das folhas daqueles causados por deficiências nutricionais – um trabalho crucial para o sucesso do monitoramento remoto e a eficácia no manejo das lavouras. Nesse projeto o CCD-CROP-IAC destaca o seu modelo da tríplice hélice de inovação tecnológica ao trabalhar em conjunto com o Centro de Pesquisa em Genômica para Mudanças Climáticas (GCCRC) – Embrapa, que tem auxiliado efetivamente no processamento e análises de dados.
Esse é um trabalho inovador e deve possibilitar a inserção de tecnologias avançadas no campo e de grande importância para uma citricultura de precisão. Com os dados já alcançados, os pesquisadores do CCD-CROP-IAC planejam uma tecnologia com drones que permite a estimativa de produtividade do pomar assim como identificar plantas com sinais de estresses bióticos ou abióticos. Além disso, os drones facilitam a contagem de plantas, permitindo a análise da eficiência do plantio e a mensuração da colheita final, influenciando diretamente o desempenho da lavoura.
A equipe de pesquisadores do CCD-CROP-IAC, liderada pela Dra. Alessandra F. Ribas, tem avançado na aplicação da tecnologia CRISPR para o melhoramento genético do café. Células embriogênicas de café passaram pelo processo de transformação genética e estão em etapa de seleção e desenvolvimento de embriões somáticos. As plântulas que vierem a regenerar serão avaliadas se houve edição genética por meio de ferramentas moleculares.
O CRISPR é a principal tecnologia para edição gênica em plantas. No entanto, sua aplicação em plantas de café é dificultada devido ao extenso tempo necessário à obtenção de células embriogênicas – adequadas para a edição e o posterior desenvolvimento em plantas completas. Com isso, o trabalho dos pesquisadores tem sido definir o melhor protocolo para obtenção dessas células.
De forma simplificada, as etapas da pesquisa envolvem os seguintes passos:
- Estabelecer plantas de café in vitro a partir de sementes.
- Usar as folhas dessas plantas para criar fragmentos chamados explantes.
- Colocar os explantes em um meio de cultura para induzir a formação de calos (massas celulares).
- Transferir os calos para outro meio de cultura para induzir células pró-embriogênicas.
- Essas células podem formar embriões somáticos, que germinam e se desenvolvem em plantas completas. As células pró-embriogênicas são as utilizadas para aplicação do CRISPR.
A pesquisadora Dra. Alessandra Ribas está aplicando a tecnologia CRISPR para obtenção de plantas de café descafeinado por meio do silenciamento de genes precursores da cafeína. O estabelecimento das técnicas para a edição gênica em cafeeiro poderá acelerar os Programas de Melhoramento de Café para a obtenção de novas cultivares com características desejadas de forma mais rápida e eficiente.
O laboratório de biologia Molecular do Centro de Café realiza há mais de nove décadas pesquisas em um dos maiores bancos de germoplasmas de café e que está mantido no Instituto Agronômico (IAC).
A Dra. Juliana Schenk e sua equipe, fazem parte desse laboratório e estão dentro do CCD-CROP-IAC! Desenvolvendo trabalhos que vão desde a seleção de plantas, extração do material genético incluindo a identificação e validação de marcadores genéticos garantindo agilidade e precisão práticas para a agricultura. Esse processo é conhecido como “Melhoramento Genético Assistido pela Genômica”, onde os pesquisadores associam marcas encontradas no DNA das plantas a diversos atributos de interesse, que podem ser transmitidos para as gerações futuras.
Segundo a Dra. Juliana Schenk, o banco de germoplasma do IAC tem proporcionado descobertas relacionadas às sequências e à estrutura dos genomas do café e oferecido soluções para melhoramento dessa cultura e inovações para os cafeicultores. Atualmente, há muitas ferramentas biotecnológicas que oferecem inúmeras possibilidades e cenários na pesquisa científica. Dentro do CCD-CROP-IAC, buscamos identificar marcas no DNA para serem aplicadas de várias maneiras.
Isso inclui a descoberta e modificação intencional de genes de interesse (edição gênica), identificação precisa de indivíduos e cultivares em uma lavoura, caracterização molecular de genitores e linhagens em programas de melhoramento, criação de marcas que funcionem como registro e proteção de cultivares, rastreabilidade de grãos para exportação, e o direcionamento de cruzamentos através da exploração de bancos de dados genômicos, entre outras aplicações. Com isso, o CCD-CROP-IAC segue impulsionando a inovação na cafeicultura, abrindo caminhos o desenvolvimento de novas cultivares de café superiores, capazes de atender às demandas dos produtores e consumidores, ao mesmo tempo que contribuem para a preservação e valorização da biodiversidade genética do café.
Os alunos de doutorado Dhiôvanna Corrêia Rocha, Danyel Fernandes Contilliani e o aluno de mestrado Lucas Nascimento dos Santos obtiveram a aprovação da bolsa de estágio de pesquisador no exterior (BEPE-FAPESP) para um treinamento profissional de até 12 meses fora do Brasil. Todos já estão nos Estados Unidos: Dhiôvanna Rocha e Danyel Contilliani na Universidade de Maryland, integrando o time do Qi Lab sob a supervisão do Dr. Yiping Qi, e Lucas Santos no Centro de Pesquisa de Citros da Universidade da Flórida, supervisionado pelo Dr. Manjul Dutt. Parcerias internacionais como essas são extremamente importantes para o projeto CCD-CROP-IAC, pois permitem que pesquisadores brasileiros adquiram conhecimentos avançados e técnicas inovadoras usadas em grandes centros de pesquisa e as tragam para nossos laboratórios no Brasil. Dhiôvanna e Lucas estão aprendendo novas técnicas de edição genética de plantas via CRISPR, que irão auxiliar as pesquisas do centro de citricultura no desenvolvimento de cultivares resistentes ao greening e outras doenças.
Pesquisadores do CCD-CROP-IAC apresentaram trabalhos no congresso internacional “Plant Animal Genome (PAG 31)” que ocorreu de 12 a 17 de janeiro em San Diego -USA.
A Dra. Silvana A. Creste D. Souza, Dra. Claudia B. Monteiro-Vitorello e Msc. Gustavo S. Crestana representaram o Centro de Cana (IAC), apresentando trabalhos que mostraram os avanços no desenvolvimento de novas variedades de cana com maior produção de biomassa, tolerância à seca e resistência a doenças. A Dra. Cristina P. S. Martins pós doutoranda do Centro de Citricultura (também integrante do projeto INCT_Citros) apresentou seus resultados sobre os avanços no uso da tecnologia CRISPR para controle do greening/HLB.
A equipe do CCD-CROP-IAC formada por pesquisadores do Instituto Agronômico (IAC), estudantes e empresas parceiras do projeto, estiveram presentes no ‘International Research Conference on Huanglongbing (IRCHLB)” que ocorreu entre 26 e 29 de março de 2024, no Riverside Convention Center em Riverside, Califórnia. Vários trabalhos desenvolvidos no CCD-CROP- IAC para controle do HLB foram apresentados no congresso. Além disso, a pesquisadora e CEO da CiaCamp Dra. Simone C. Picchi, parceira do projeto, apresentou resultados obtidos a partir da utilização da molécula n-acetilcisteína no manejo do greening.
