Nanobiotecnologia aplicada à Agricultura

Prof. Dr. Vinicius Campos Disciplina de Nanobiotecnologia

Graduação em Biotecnologia - UFPel

1. Transformação de plantas e animais

2. Germinação de sementes

3. Liberação controlada de pesticidas e adubos

4. Diminuição do desperdício de alimentos

Abordagens da aula...

• Agricultura atual

Plantas geneticamente modificadas

O que há de mais moderno

Introdução

• Em 2002 o USDA iniciou um programa de implantação da nanotecnologia na agricultura

• Finaciado pelo National Nanotechnology Initiative - NNI

Introdução

1. Transformação de Plantas

Biobalística

+

Partículas de ouro

Qiaoling Liu et al. Carbon Nanotubes as Molecular Transporters for Walled Plant Cells. Nano Lett., 2009, 9 (3),

pp 1007–1010

Capacidade de penetrar na parede e membrana celulares de células

vegetais intactas

Nanotubos/DNA

conjugados Nanotubos / isotiocianato

de fluoresceína

1. Transformação de Plantas

Biobalística com nanotubos – substituição das partículas de ouro

10-40 mg / mL

Aumento da capitação de água

Mariya Khodakovskaya et al. Carbon Nanotubes Are Able To Penetrate Plant Seed Coat and Dramatically Affect Seed

Germination and Plant Growth. ACS Nano, 2009, 3 (10), pp 3221–3227

controle Nanotubos

http://www.sciencedaily.com/releases/2009/10/091021115016.htm

2. Germinação de sementes

Nanotubos na germinação de sementes de tomate

2. Germinação de sementes

Aumento da penetração de água nas sementes, induzindo

a germinação das sementes

• Nanocápsulas para liberação de agrotóxicos:

• Classificação quanto ao tempo e local de liberação.

– Liberação lenta: liberação de agrotóxicos no solo

– Liberação rápida: quando um agrotóxico toca uma folha

– Liberação específica: associação de um anticorpo à nanocapsula

3. Liberação de controlada de pesticidas e adubos

• Nanocápsulas para liberação de agrotóxicos:

• Classificação quanto à forma de liberação

– Liberação por umidade: liberação de pela presença de água no solo

– Liberação por calor: liberação para um temp. específica

– Liberação pelo pH: liberação em ambiente ácido ou alcalino como num determinado tipo de solo

– Liberação por ultrasom: a cápsula e rompida por uma frequencia externa de ultrasom

3. Liberação de controlada de pesticidas e adubos

Nano PrimoMaxx:

Emulsão (Syngenta)

• Aumento da potência de

ingredientes ativos,

potencialmente reduzindo a

quantidade aplicada

Controle do crescimento de plantas

Controle Nano PrimoMaxx

3. Liberação de controlada de pesticidas e adubos

Nanoagroquímicos

Nano Fungicida Nanoregulator de

crescimento de Plantas Source: Syngenta Corporation

• Maior segurança na aplicação

• Liberação sustentada do defensivo

agrícola

• Reduz a concentração de defensivo

agrícola aplicado

• Reduz o numero de aplicações

3. Liberação de controlada de pesticidas e adubos

• Vantagens

– Atividade Biológica mais prolongada;

– Menor fusão com o solo;

– Reduz exposição dos trabalhadores

– Elimina solventes inflamáveis

– Menos agrotóxico perdido por evaporação

– Menor efeito sobre outras espécies

– Reduz impacto ambiental

– Evita degradação de agentes ativos pela luz solar

– Torna o agrotóxico mais fácil de manusear

3. Liberação de controlada de pesticidas e adubos

• Preocupações

– Atividade biológica prolongada – pode afetar outros organismos?

– Poderiam os nanoagrotóxicos entrar na cadeia alimentar?

– As nanocapsulas podem ser tóxicas à insetos polinizadores – ex. abelha

3. Liberação de controlada de pesticidas e adubos

4. Redução da perda de alimentos

4. Redução da perda de alimentos

Armazenamento de alimentos

http://www.sharperimage.com/us/en/catalog/productdetails/sku__ZN020

4. Redução da perda de alimentos

4. Redução da perda de alimentos

4. Redução da perda de alimentos

4. Redução da perda de alimentos

4. Redução da perda de alimentos