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Preparação de novos fitoquímicos para proteção sustentável de plantas cultivadas

Processo: 18/21201-8
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de maio de 2019 - 30 de abril de 2021
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Orgânica
Convênio/Acordo: BBSRC, UKRI ; Newton Fund, com FAPESP como instituição parceira no Brasil
Pesquisador responsável:Maria Fátima das Graças Fernandes da Silva
Beneficiário:Maria Fátima das Graças Fernandes da Silva
Pesq. responsável no exterior: Toby Johann Anselm Bruce
Instituição no exterior: Keele University, Inglaterra
Instituição-sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
Pesq. associados:Felipe Christoff Wouters ; João Batista Fernandes ; Moacir Rossi Forim ; Regiane Cristina Oliveira de Freitas Bueno ; Rose Maria Carlos ; Vânia Gomes Zuin

Resumo

Novas soluções para o manejo de insetos-praga são urgentemente necessárias devido à evolução de resistência aos inseticidas atuais. Insetos-pragas causam perdas anuais de US $ 17,7 bilhões para a economia brasileira. Nosso projeto se concentra no desenvolvimento e testes de bioatividade de complexos de coordenação e nanoformulações, como novos métodos de produção de produtos naturais bioativos, para fornecer novas opções para a proteção de cultivares. Pretende-se utilizar produtos naturais de plantas não hospedeiras, fora do metaboloma de culturas endogâmicas, pois há grande probabilidade de que esses sejam tóxicos a insetos que não se desenvolveram sobre elas. Na Fase 1 o desenvolvimento desse projeto demonstrou com sucesso que as nanoformulações e os complexos metálicos envolvendo produtos naturais podem resolver problemas de suas baixa solubilidade aquosa, melhorar e aumentar as suas longevidade, e diminuir as suas fitotoxicidade; três grandes problemas que impedem o desenvolvimento de inseticidas botânicos até o momento. Além disso, nossos resultados preliminares mostraram boa eficácia das nanoformulaçoes e complexos, causando mortalidade > 80% das quatro principais espécies de pragas resistentes a inseticidas e que têm ocasionado prejuízo à agricultura brasileira (Bemisia tabaci, Spodoptera frugiperda, Frankliniella occidentalis e Myzus persicae). O investimento na Fase 1 proporcionou uma base sólida para pesquisas futuras. O projeto da Fase 2 usará a colaboração estabelecida na Fase 1 para avançar na geração de novas nanoformulações e complexos metálicos envolvendo produtos naturais comercialmente viáveis. Workshops e visitas de intercâmbio serão realizados para permitir que outros grupos de pesquisa compartilhem conhecimentos e trabalhem juntos. Temos três workshops planejados: UNESP (junho de 2019), Keele (janeiro de 2020) e UFSCar (janeiro de 2021). O trabalho experimental se concentrará em três áreas principais: 1) Desenvolvimento e otimização de nanoformulações e complexos metálicos envolvendo produtos naturais. A aplicação desses bioinseticidas será ampliada, ou seja, além de usar discos foliares, também serão avaliadas em plantas como um todo, com investigação detalhada de duas rotas promissoras para aplicação: formulações serão pulverizadas e avaliadas quanto à absorção sistêmica via tratamentos radiculares. 2) Testar a bioatividade dos bioinseticidas contra outros alvos brasileiros, pragas agrícolas importantes economicamente. Atividades antibióticas, antialimentares e repelentes serão testadas usando métodos estabelecidos e desenvolvidos para as quatro espécies discutidas acima. 3) Avaliação de especificidade ambiental e alvo. A maioria dos produtos naturais que estamos testando já é amplamente usada como ingredientes alimentícios, na medicina ou na aromaterapia. No entanto, faremos estudos que nos deem evidências da especificidade ao alvo, e não prejudicial ao meio ambiente, visando defender a comercialização destes posteriormente. A decomposição das novas formulações será avaliada para comprovar serem biodegradáveis. Os efeitos não-alvo serão avaliados com linhagens de células de mamíferos, com Trichogramma pretiosum um parasitoide de ovos de várias espécies de lepidópteros-praga, e um inimigo natural benéfico como a abelha Apis mellifera. Mostramos um grande entrosamento entre as disciplinas envolvidas no projeto, permitindo que a Agricultura avance usando abordagens já desenvolvidas em Química e Medicina. Nossa hipótese é que os insetos herbívoros são suscetíveis a produtos naturais tóxicos produzidos por plantas não hospedeiras, sobre as quais eles não evoluíram, e estes podem ser aplicados em cultivos usando novas tecnologias de formulação. O projeto da Fase 2 tem um potencial considerável para gerar novas ferramentas muito necessárias para o gerenciamento de pragas agrícolas. (AU)