Citricultura sustentável pela liberação controlada de compostos antibacterianos a partir de formulações baseadas em microgéis

Resumo

Há uma necessidade crescente por métodos sustentáveis para o combate de pestes na agricultura. O cobre é reconhecidamente o agente antimicrobiano mais utilizado para esta finalidade, inclusive em produções orgânicas. Uma das atividades agrícolas que empregam cobre com alta frequência e quantidade é a citricultura para combate de doenças como o cancro cítrico, causado pela bactéria Xanthomonas citri subsp. citri. Esta doença é endêmica nas regiões maiores produtoras de laranjas, com exceção da Europa. A citricultura gera US$2 bilhões/ano em exportações para o Brasil, dado que mostra sua importância. Este projeto visa desenvolver tecnologias sustentáveis para a proteção de citros e em alternativa ao cobre. Mais especificamente, focaremos na fabricação de microgéis responsivos a estímulos específicos e capazes de: 1) adesão às folhas de citros e 2) liberação controlada de compostos antibacterianos. Em colaboração com parceiros do setor privado/industrias brasileiras, testaremos a eficácia dos nossos defensivos em campo. Nossa pesquisa está baseada nas atividades de em um time multidisciplinar que contribuirá com soluções práticas para a produção dos bio-blocos derivados de biomassa, que serão posteriormente utilizados na produção dos defensivos a serem utilizados em uma citricultura mais sustentável para um futuro próximo. O grupo de pesquisa combinará microgéis com compostos antibacterianos (galatos, diidroxibenzoatos, eugenol), previamente avaliado contra Xanthomonas. Os microgéis se ligam às folhas das plantas conferem estabilidade a longo prazo para as biomoléculas. Os microgéis, carreadores dos compostos antimicrobianos serão sintetizados utilizando biopolímero (quitosana), para garantir a sua biodegradação completa em condições ambientais (no campo). A extração e o aumento da produção de biopolímero serão otimizados para a síntese de microgel em larga escala. A liberação controlada de compostos bioativos do microgel será obtida através do uso de gatilhos ambientais (umidade, luz, enzimas etc.) para um preciso combate das bactérias. A simulação de chuva em estufa será usada para verificar a fixação nas folhas dos microgéis/compostos carreadores. Os microgéis serão otimizados para que a liberação e a eficácia antibacteriana sejam ideais nas condições de cultivo. Além disso, a toxicidade para as abelhas, e outros modelos de animais/plantas, será determinada para estabelecer se os microgéis são seguros para aplicação. A melhor formulação de microgel/composto antibacteriano será escalonado para aplicação em campo. Testes de campo com a empresa Fundecitrus determinará a eficácia do microgel/composto antibacteriano na proteção contra o cancro cítrico. O teste em campo será realizado em condições de cultivo em comparação com cobre e tratamento com os compostos antibacterianos não encapsulados. Paralelamente ao desenvolvimento dos microgéis, a empresa parceira Santa Clara avaliará a compatibilidade dos compostos antibacterianos e adjuvantes (normalmente utilizados na agricultura), preparando formulações que podem ser avaliadas de forma direta e fácil em testes de estufa e de campo. As formulações serão testadas quanto à sua eficácia usando teste de proteção de plantas em estufa, e as melhores formulações serão posteriormente aplicadas em campo. O impacto ambiental será avaliado através de ferramentas de biodegradação e a ecotoxicidade. Estabilidade e impacto ambiental dos compostos antibacterianos, formulações e microgéis serão analisados por meio de degradação em solo e sequenciamento de metagenoma (avaliação dos efeitos na microbioma do solo). Avaliação do ciclo de vida e análise de mercado serão realizados para medir o impacto ambiental, econômico e social da nova tecnologia. Será realizada uma avaliação comparativa do ciclo de vida do impacto ambiental e na saúde, considerando o produto formulado que será desenvolvido neste projeto e as formulações à base de cobre usadas atualmente. (AU)