A pesquisa de sistemas biológicos com foco na elucidação de mecanismos de estresse de plantas e vias de sinalização é importante para o desenvolvimento de cultivares resistentes em um cenário de mudanças climáticas. Ataques de patógenos e estresses abióticos, como déficit hídrico, são essenciais durante o desenvolvimento das plantas e a identificação de genes e moléculas, que regulam as respostas de resistência, são fundamentais para desenvolver cultivares capazes de fazer frente a esses estresses. Em associação com estresses abióticos, as plantas também devem se defender contra ataques de pragas, incluindo fungos, bactérias, pragas de insetos e nematoides. Os insetos-pragas constituem o fator mais grave que afeta as perdas de produtividade no agronegócio brasileiro. As perdas em soja, algodão e milho causadas pelas lagartas Helicoverpa armigera, Spodoptera frugiperda e fitonematoides constituem o problema fitossanitário mais crítico em termos de competitividade para a produção e exportação de commodities. Diante de casos de cenário envolvendo quebra de resistência de plantas, associação ambiental de estresses bióticos e abióticos, genes menos caracterizados e introgredidos e maior complexidade de respostas de plantas têm sido relatados. Todos esses relatos demonstram a importância da pesquisa para a identificação de genes/moléculas envolvidos na resistência de pragas e respostas ao déficit hídrico.

 

Nesse contexto, o Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia, INCT Biotec Seca-Pragas, integra diversos grupos de pesquisa brasileiros e parceiros internacionais, especialistas em fisiologia vegetal, análises transcriptômica, epigenética, proteômica, bioinformática e genômica funcional. O grupo de pesquisa integrativa representa uma rede multidisciplinar e multi-institucional com excelência nacional e internacional para gerar biotecnologias inovadoras aplicadas ao milho, soja e algodão com foco na tolerância ao déficit hídrico e controle de pragas (Meloidogyne spp, H. armigera e S. frugiperda). O projeto inclui bioprospecção, isolamento, caracterização e validação funcional de genes/moléculas envolvidos na resistência a pragas de plantas e tolerância à seca. A ação INCT Biotec Seca-Pragas compreende:

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• Prospecção de genes e moléculas envolvidas na resistência/tolerância a estresses específicos e combinados em plantas nativas e genótipos contrastantes resistentes/tolerantes, através da elucidação dos mecanismos de estresse e vias de sinalização;

• Prospecção de genes e moléculas envolvidas na defesa e parasitismo de pragas-alvo;

• Busca de promotores responsivos a pragas, déficit hídrico e pequenos RNAs envolvidos na regulação de genes alvo;

• Utilizar diferentes estratégias (superexpressão de genes/moléculas ou silenciamento de genes) para validação funcional biológica em sistemas modelo;

• Desenvolvimento de novos inseticidas/nematicidas nanoencapsulados a partir de moléculas validadas;

• Desenvolvimento de produtos biotecnológicos (prova de conceito) em plantas transgênicas (algodão, soja e milho);

• Avaliação de plantas cultivadas GM desenvolvidas em experimentos de campo simulados.

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Os ativos biotecnológicos gerados serão aplicados no desenvolvimento de produtos biotecnológicos, incluindo nanobioinseticidas e culturas geneticamente modificadas (soja, milho e algodão) contra estresses bióticos e abióticos. Além dos ativos biotecnológicos obtidos e caracterizados neste projeto, o entendimento dos fatores moleculares e fisiológicos relacionados à tolerância à seca e sua interação com pragas e outros estresses ambientais contribuirá para prevenir, desvendar e adaptar-se às mudanças climáticas. Ao lado de sua agenda científica, o grupo INCT Biotec Seca-Pragas, formado por pesquisadores de cinco unidades da Embrapa e cinco Universidades Federais (UnB, UFRJ, UFRGS, UFC e UFPel), e colaboradores dos setores público e privado, concentra seus esforços na formação de estudantes e profissionais em diferentes e atuais abordagens envolvendo biotecnologia, genômica e bioinformática. As ações também fortalecerão a atuação conjunta e a internacionalização da formação de graduação e pós-graduação engajadas na pesquisa do INCT Biotec Seca-Pragas, além de aumentar a visibilidade e inserção internacional de suas equipes. A rede INCT Biotec Seca-Pragas foca não apenas na geração de ativos biotecnológicos aplicados à seca e pragas em soja, algodão e milho, mas também em outras importantes características agronômicas (qualidade de sementes e frutos, aumento de biomassa e valor nutricional, entre outros) e em outras culturas importantes para o agronegócio brasileiro.