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Nanobiotecnologia aplicada à Agricultura
Prof. Dr. Vinicius Campos Disciplina de Nanobiotecnologia
Graduação em Biotecnologia - UFPel
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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...
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• Agricultura atual
Plantas geneticamente modificadas
O que há de mais moderno
Introdução
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• Em 2002 o USDA iniciou um programa de implantação da nanotecnologia na agricultura
• Finaciado pelo National Nanotechnology Initiative - NNI
Introdução
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1. Transformação de Plantas
Biobalística
+
Partículas de ouro
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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
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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
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2. Germinação de sementes
Aumento da penetração de água nas sementes, induzindo
a germinação das sementes
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• 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
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• 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
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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
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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
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• 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
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• 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
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4. Redução da perda de alimentos
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4. Redução da perda de alimentos
Armazenamento de alimentos
http://www.sharperimage.com/us/en/catalog/productdetails/sku__ZN020
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4. Redução da perda de alimentos
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4. Redução da perda de alimentos
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4. Redução da perda de alimentos
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4. Redução da perda de alimentos
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4. Redução da perda de alimentos