Mini Curso:

CONTROLE BIOLÓGICO DAS PRAGAS E DOENÇAS

Controle biólogico: tecnologias atuais e potenciais.

Experiências brasileiras e suas eficiências

Rose Monnerat

Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia

Brasil é um país essencialmente agrícola

Clima quente e constante

Abundancia de espécies (muitas polífagas)

Cultivos sucessivos

45%

Insetos

importantes

para a cultura

do algodão

Doenças

importantes

para a cultura

do algodão

Brasil é líder mundial na utilização de defensivos agrícolas desde 2008 (19%)

2014/15

Área plantada

EM MILHÕES DE Há.

57,3

49,0

352,31

2004/5

Grãos EM MILHÕES DE TON.

Consumo defensivos agrícolas EM TON.

16,9% 74,9% 64%

200,7

114,7

214,7

FONTE: MINSTÉRIO DA AGRICULTURA INFOGRÁFICO/ESTADÃO

A demanda por uma agricultura mais saudável tem aumentado nos últimos anos.

Vem da sociedade

Do setor saúde

Do setor ambiental

Das comunidades tradicionais

Da agroecologia

Da pressão de mercado externo.

...Nos últimos 4 anos 2 fatos importantes....

MARCO PARA CONTROLE BIOLOGICO

Detecção da Helicoverpa armigera Resistência de Spodoptera frugiperda a plantas Bt

Controle biológico

CB é um fenômeno natural que consiste na regulação do número de plantas e animais por inimigos naturais = agentes de mortalidade biótica.

Decreto 4074/2002, Agente de Controle Biológico (ACB) é o organismo vivo, de ocorrência natural ou obtido por manipulação genética, introduzido no ambiente para o controle de outro organismo vivo, considerado nocivo.

CONTROLE BIOLÓGICO - vantagens

• Especificidade

• Não é tóxico aos animais (seguro à saúde humana)

• Não causa poluição (seguro ao meio ambiente)

• Via-de-regra, desenvolvimento de resistência é pouco provável

• Assim, os órgãos regulatórios retiraram da indicação de cultura

e da caveira presente em rótulo e bula desses produtos.

• Especificidade: via-de-regra, não tem largo espectro de ação

• Cuidados especiais no armazenamento

• Aplicação deve ser realizada sob condições específicas (clima, estágio e densidade da

praga, etc...)

• Eficiência de controle é menor que a observada para químicos

• Em alguns casos, são mais caros que os produtos químicos

CONTROLE BIOLÓGICO - desvantagens

Tendências e Mercado do Controle Biológico no Brasil

Estímulo e retomada ao Manejo Integrado de Pragas

Mercado de biológicos: U$ 70 milhões (2% dos de químicos)

Área tratada ? milhões hectares por ano Conscientização da população Expansão do agronegócio Agricultura e pecuária orgânica Produtos de exportação Manejo da resistência aos defensivos agrícolas e a plantas transgênicas Volume de negócios tem crescido 15% ao ano – setor do agronegócio com maior projeção de

crescimento (20%)

Tendências e Mercado do Controle Biológico no Brasil

Lei do Senado 679 de 2011, Art. 21A - Política de Apoio ao Agrotóxico Natural e decreto 7794 de

2012 - Política Nacional de Agroecologia e Produção Orgânica.

Estima-se que o mercado irá duplicar ou triplicar mundialmente nos próximos 10 anos, gerando

demanda para aperfeiçoar os processos relativos ao controle biológico e oportunidades para a

pesquisa e parcerias para a inovação neste campo.

Desafios.... Poucas empresas especializadas em Controle Biológico Profissionalização das empresas de Controle Biológico Implementação do Controle Biológico no âmbito do manejo integrado de pragas Carência de profissionais para o desenvolvimento e uso do Controle Biológico e para a implantação da cultura de utilização dessa tecnologia Regulamentação de pesquisa, desenvolvimento e registro de produtos à base de Agentes de Controle Biológico.

- Cuidar da ansiedade!!!!!

NÚMERO TOTAL DE PLANTAS – FABRICA/FORMULADOR/MANIPULADOR DE PRODUTOS PARA CONTROLE BIOLÓGICO REGISTRADOS NO BRASIL JUN 2016

REGIÃO PERCENTUAL

SUL 14%

SUDESTE 72%

CENTRO-OESTE 3%

NORDESTE 11%

NORTE 0%

132 PLANTAS NO BRASIL

67,4 % DAS PLANTAS ESTÃO EM SÃO PAULO

Dr. Rogerio Dias (MAPA, 2016)

3 19

28 32 36 36 41 47 3

14 20

27

50

61

0

20

40

60

80

100

120

1991 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

Nú

me

ro d

e P

rod

uto

s R

egi

stra

do

s

Anos

SÉRIE HISTÓRICA CUMULATIVA DO REGISTRO PRODUTOS BIOLÓGICOS

NÃO ESTÃO COMPUTADOS OS PRODUTOS COM REGISTRO EMERGENCIAL

Via Convencional Via Organico

2017: 81 produtos

Dr. Rogerio Dias (MAPA, 2016)

39 parasitoides

33 fungos

3 virus

3 bacterias

3 outros

Controle Biológico clássico: Consiste na introdução de inimigos naturais visando seu estabelecimento e posterior incremento populacional, para o controle de pragas exóticas e/ou eventualmente nativas

Controle Biológico natural: Consiste no controle realizado por um complexo de organismos benéficos que ocorrem naturalmente no ambiente e que são uma fonte de regulação populacional de pragas. Esses organismos podem e devem ser preservados por meio da manipulação do ambiente de alguma forma favorável, seja através do emprego de produtos seletivos ou evitando práticas culturais inadequadas .

Controle Biológico Aplicado: Consiste na utilização de inimigos naturais multiplicados em laboratórios ou biofábricas, que são liberados de forma inundativa, visando manter a população da praga abaixo do nível de dano econômico.

(Gallo et al. 2002; Parra et al., 2002; Monnerat et al., 2015)

Estratégias de Controle Biológico

Como o controle biológico pode ajudar?

1- Controlando insetos-praga

micro-organismos e macro-organismos

Micro-organismos - Entomopatógenos

Organismos causadores de doenças, incluindo vírus, bactérias e fungos.

Matam ou enfraquecem muito seus hospedeiros e são relativamente específicos para certos grupos de insetos.

Baculovirus Bactérias Fungo

VÍRUS ENTOMOPATOGÊNICOS

• Mais de 700 vírus atacam insetos e ácaros.

• Número reduzido empregado no controle biológico aplicado de pragas agrícolas.

Virus

Vírus

Família: Baculoviridae

Gêneros: Nucleopolyhedrovirus (NPV) - vírions de 0,15 - 1,5µm

Granulovirus (GV) - vírions de 0,3 - 0,5

Corpos de oclusão: poliedros Corpos de oclusão: grânulos

Utilização de vírus para o controle biológico de pragas no Brasil

Baculovirus anticarsia no controle da lagarta da soja

Desenvolvido pela Embrapa Soja

Maior programa de controle biológico do mundo

Quase 2 MILHÕES DE HECTARES / ANO

Baculovirus spodoptera no controle da lagarta do cartucho do milho

Lançado pela Embrapa Milho e Sorgo

Produtos Disponíveis

Produtos Titular de Registro

HzNPV - CCAB CCAB Agro

HzNPV- Gemstar Ihara

HaNPV - Diplomata Koppert

Baculovirus Spodoptera BR Virus

Baculovirus Anticarsia BR Virus

Baculovirus Condylorhiza BR Virus

CartuchoVIT Grupo Vitae Ltda.

Baculovirus Álamo Bosquiroli & Santos Ltda

Fungos Beauveria bassiana

Metarhizium anisopliae

Lecanicillium spp.

Paecilomyces spp.

Hirsutella thompsonii

Nomuraea rileyi

Ordem Entomophthorales

FUNGOS ENTOMOPATOGÊNICOS

Modo de ação

Germinação

penetração

colonização

reprodução

disseminação

Metarhizium anisopliae Beauveria bassiana

Produtos Disponíveis

Produto Titular de Registro

Ballveria Ballagro

Boveril Koppert

Metarhizium JCO WP JCO Indústria e Comércio de Fertilizantes

Biorhizium WP Bioenergia do Brasil S.A.

BOVERYD TZ Biotech Ltda

ECOBASS Toyobo do Brasil Ltda.

Meta-Turbo Biovalens Ltda.

Metarriz WP Biocontrol Biocontrol Sistema de Controle Biológico

Ltda

Bactérias

• Bacillus cereus

• Bacillus thuringiensis

• Bacillus sphaericus

• Bacillus popilliae

• Bacillus lentimorbus

• Bacillus larvae

• Bacillus alvei

Produzem esporos – Forma de resistência

B.lentimorbus - B. popilliae

• Doença leitosa tipo A e B

• Não crescem em meio artificial

B. larvae - B. alvei

• Doença americana das abelhas

• Doença européia das abelhas

Bacillus thuringiensis

Bactéria que produz:

1 – Toxinas Cry/Cyt/Vip

2 – Bacteriocinas.

3 – Enzimas.

Bactéria usada no controle de:

1 – Insetos.

2 – Nematóides.

3 – Microrganismos.

4 – Células tumorais.

Proteínas Cry

Vip

Mecanismo de ação das toxinas de B. thuringiensis

(Adaptado de Bravo et al., 2007)

Diferentes formas

• Bioinseticidas

– Estirpes nativas

– Estirpes modificadas

• Plantas transgênicas

• Aplicação sistêmica

Produtos Disponíveis

Produtos Titular de Registro Formulação

Able SIPCAM UPL BRASIL S.A. - Uberaba/MG SC - Suspensão Concentrada

Agree BIO CONTROLE - METODOS DE CONTROLE DE PRAGAS LTDA WP - Pó Molhável

Bac-Control WP VECTORCONTROL IN. E COM. DE PROD. AGR. LTDA. WP - Pó Molhável

Bactur WP MILENIA AGROCIÊNCIAS S.A. - Londrina WP - Pó Molhável

Dipel SUMITOMO CHEMICAL DO BRASIL REPRES. LTDA. SC - Suspensão Concentrada

Dipel WG SUMITOMO CHEMICAL DO BRASIL REPRES. LTDA. WG - Granulado Dispersível

Dipel WP SUMITOMO CHEMICAL DO BRASIL REPRES. LTDA. WP - Pó Molhável

Thuricide BIO CONTROLE - METODOS DE CONTROLE DE PRAGAS LTDA XX - Outras

Xentari SUMITOMO CHEMICAL DO BRASIL REPRES. LTDA. WP - Pó Molhável

Produção caseira de Bt

- Divergências legais

- Qualidade do produto

- Ações da Embrapa - Manual para controle de qualidade

- Prestação de serviços em controle de qualidade

- Treinamentos em produção e controle de qualidade

Macro-organismos

Predadores

“Organismos de vida livre durante todo o ciclo de vida, que mata sua presa; usualmente é maior do que ela e requer mais do que

um indivíduo para completar o desenvolvimento” (Parra et al. 2002)

Exemplos em áreas agrícolas

CB natural: aranhas, aves

CB aplicado: insetos predadores (percevejos predadores, joaninhas e crisopídeos) e ácaros predadores

Foto: Francisco Schmidt Caravana Embrapa 2014

Caravana Embrapa 2014

Parasitóides São insetos que necessitam de apenas um indivíduo do hospedeiro para completar seu desenvolvimento.

O adulto tem vida livre.

Podem parasitar a fase de ovo, lagarta ou adulto.

Geralmente são mais específicos que os predadores.

Estão entre os inimigos naturais mais utilizados no mundo

São relativamente fáceis de criar em escala

Grande probabilidade de sucesso: a fêmea usa indicativos químicos e visuais para localizar o ovo de um hospedeiro.

Produtos Disponíveis

Produtos Titular de Registro

Trichogramma pretiosum BUG

Tricho Strip Koppert

Trichoibi P IBI Agentes Biológicos Ltda

Cotesia Flavipes Bioflora Fernando de J. B. Tino - ME

Cryptomip PROMIP - Comércio, Pesquisas e Desenvolvimento de Agentes Biológicos Ltda

Cotésia Marília JM - Criação de Organismos para Controle Ecológico Ltda - ME

Bio Defense Bio Defense Controle Biológico Ltda - ME

Cotesia Controbil Willian de Oliveira Laboratório - ME

Trichomip-P PROMIP - Comércio, Pesquisas e Desenvolvimento de Agentes Biológicos Ltda

Hopper Koppert do Brasil Holding Ltda

Tricho-Pre Bug CP2 Ltda ME

Parasitoides de ovos

• Telenomus remus Nixon (Hymenoptera: Scelionidae)

• Trichogramma spp. (Hymenoptera: Trichogrammatidae)

• Trichogramma pretiosum

• Cotesia flavipes (Hymenoptera:Braconidae)

Caravana Embrapa 2014

Trissolcus basalis

(Hymenoptera: Scelionidae)

Parasitóide de ovos de percevejos da soja

Como o controle biológico pode ajudar?

2- Controlando doenças causadas por microrganismos ou nematoides através...

- Do parasitismo direto dos patógenos;

- Da produção de antibióticos (toxinas) contra patógenos;

- Da habilidade de competir por espaço, nutrientes e de sobreviver na presença de outros micro-

organismos;

- Da produção de enzimas ou outras substâncias que atacam os componentes do patógeno;

da indução das respostas de defesa das plantas;

- Do metabolismo de estimulantes produzidos pelas plantas para germinação de esporos de fungos

fitopatogênicos

Microrganismos

Bactérias e fungos para controle de fitopatógenos (Ramularia, Fusarium,

Rhizoctonia, etc.)

Principais gêneros - Bacillus, Burkholderia, Lysobacter, Pantoea, Pseudomonas e

Streptomyces

Produtos à base de Bacillus subtilis representam 62% dos produtos comercializados.

Bacillus sp. como antagonista de Fusarium sp.

Fungos para controle de fitopatógenos (Ramularia, Fusarium,

Rhizoctonia, etc.)

Trichoderma, Gliocladium, Coniothyrium (C. minitans), Talaromyces (T. flavus), Pythium (P.

oligrandum), Sporidesmium (S. sclerotivorum), Peniophora (P. gigantea), Ampelomyces,

Penicillium, Dactylella e Paecilomyces

Trichoderma parasitando Rhizoctonia http://arbitae.com/tiendaagro/index.php?_a=product&product_id=83

Produtos Disponíveis

Produtos Titular de Registro

Ecotrich (Trichoderma harzianun) Ballagro

Tricodermil (Trichoderma harzianun) Koppert

Quality (Trichoderma asperellun) Farroupilha

Organic WP Laboratório de Biocontrole

Farroupilha Ltda

Produtos Disponíveis

Produtos Titular de Registro

Nemat (Paecilomyces lilacinus) Ballagro

Rizotec (Poconia clamidospora) Rizoflora

http://www.doctor-obregon.com/Pages/Paecilomyceslilacinus.aspx

Paecilomyces lilacinus parasitando ovos de nematoides

Microrganismos para controle de nematoides (Meloidogyne incognita, Rotylenchulus reniformis e Pratylenchus brachyurus)

Bactérias Pasteuria, Pseudomonas e Bacillus Fungos Paecilomyces lilacinus e Phoconia chlamydosporia

Portfólio de Controle Biológico

Rose Monnerat – presidente - Cenargen Glaucia Natchgal – secretária - CPACT Ivan Cruz - CNPMS Clara Beatriz Hoffman Campo - CNPSo Wagner Bettiol – CNPMA

Objetivos

- Produtos

- Patentes

- Projetos desenvolvidos

- Projetos em desenvolvimento

- Competências

- Cursos oferecidos

- Valor da carteira

Crescimento no escopo, na qualidade e na objetividade para obtenção de resultados

Desenvolver, em conjunto com a iniciativa privada, produtos à base de Agentes de Controle Biológico, disponíveis na Embrapa Estimular a implementação do controle biológico no âmbito do manejo integrado de pragas Estimular a utilização de técnicas de manejo cultural e do solo que favoreçam a ação dos Agentes de Controle Biológico introduzidos ou de ocorrência natural Colaborar na formação de profissionais para o desenvolvimento e uso do controle biológico e para a implantação da cultura de utilização dessa tecnologia Colaborar no estabelecimento de políticas públicas para incentivar a utilização de Agentes de Controle Biológico, regulamentação de pesquisa, desenvolvimento e registro de produtos à base de Agentes de Controle Biológico.

0 5 10 15 20 25 30 35 40

CENARGEN

CNPMA

CPACT

CNPSO

CNPMS

CPATSA

CNPF

CNPMF

CPATC

CNPAB

CNPAT

CNPUV

CNPAF

CPAO

CNPH

CPAF-RORAIMA

CNPA

CPAC

CPAMN

CPAF-RONDONIA

CENARGEN 36

CNPMA 25

CPACT 20

CNPSO 18

CNPMS 14

CPATSA 14

CNPF 12

CNPMF 12

CPATC 12

CNPAB 10

CNPAT 10

CNPUV 10

CNPAF 9

CPAO 9

CNPH 8

CPAF-RORAIMA 8

CNPA 7

CPAC 7

CPAMN 7

CPAF-RONDONIA 6

Total 254

Número de projetos de pesquisa em andamento no Portfólio de Controle Biológico Unidades líderes

MP1 MP2 MP3 MP4 MP5 MP6

MP1 25

MP2 105

MP3 131

MP4 21

MP5 5

MP6 15

Total 302

Macroprogramas da Embrapa Status de execução

Concluídos em execução Encerrados com avaliação pendente

Concluídos 125

em execução 118

Encerrados com avaliação pendente

59

Total 302

0 5 10 15 20 25 30

Embrapa Amazônia Ocidental

Embrapa Gado de Corte

Embrapa Pecuária Sudeste

Embrapa Solos

Secretaria de Gestão e Desenvolvimento…

Embrapa Agropecuária Oeste

Embrapa Acre

Embrapa Agrossilvipastoril

Embrapa Amazônia Oriental

Embrapa Trigo

Embrapa Gado de Leite

Embrapa Meio-Norte

Embrapa Roraima

Embrapa Florestas

Embrapa Soja

Embrapa Algodão

Embrapa Mandioca e Fruticultura

Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia

Embrapa Amazônia Ocidental 1 Embrapa Café 1 Embrapa Gado de Corte 1 Embrapa Informação Tecnológica 1 Embrapa Pecuária Sudeste 1 Embrapa Produtos e Mercado 1 Embrapa Solos 1 Presidência 1 Secretaria de Gestão e Desenvolvimento Institucional 1 Embrapa Agroindústria Tropical 2 Embrapa Agropecuária Oeste 2 Embrapa Cerrados 2 Embrapa Acre 3 Embrapa Agrobiologia 3 Embrapa Agrossilvipastoril 3 Embrapa Amapá 3 Embrapa Amazônia Oriental 3 Embrapa Clima Temperado 3 Embrapa Trigo 3 Embrapa Uva e Vinho 3 Embrapa Gado de Leite 4 Embrapa Hortaliças 4 Embrapa Meio-Norte 4 Embrapa Rondônia 4 Embrapa Roraima 4 Embrapa Semiárido 5 Embrapa Florestas 6 Embrapa Milho e Sorgo 6 Embrapa Soja 6 Embrapa Tabuleiros Costeiros 6 Embrapa Algodão 7 Embrapa Arroz e Feijão 7 Embrapa Mandioca e Fruticultura 7 Embrapa Meio Ambiente 12 Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia 26 Total 147

Profissionais com conhecimento em currículo

Quem é quem...

Pesquisador 120

Analista 18

Técnico 9

Perfil do Espaço Temático no Portal Embrapa https://www.embrapa.br/tema-controle-biologico

Levantamento das tecnologias disponíveis

0

20

40

60

80

100

120

Etapa 1 Etapa 2 Etapa 3 Etapa 4 Etapa 5 Etapa 6 Etapa 7

Nu

mer

o d

e re

sult

ad

os

ob

tid

os

Etapas

Etapa 1: Prospecção e seleção do agente de controle biológico,

Etapa 2: Desenvolvimento do produto e produção em larga escala,

Etapa 3: Avaliação da eficiência do agente nativo ou introduzido,

Etapa 4: Integração dos agentes com outras ferramentas,

Etapa 5: Impactos e monitoramento pós utilização em campo,

Etapa 6: Transferência de tecnologia,

Etapa 7: Embasamento ao estabelecimento de políticas públicas

Número de resultados obtidos nas etapas do processo de desenvolvimento de produtos

CONVÊNIO DE COOPERAÇÃO TÉCNICA

Seleção de estirpes de Bacillus thuringiensis toxicas a lagartas, nematoides e ao bicudo do algodoeiro (2013-2019)

Desenvolvimento de produtos biológicos a base de Bacillus thuringiensis para controle de lagartas do algodoeiro (2014-2017)

Desenvolvimento de produtos biológicos a base de Bacillus thuringiensis e de Bacillus sphaericus para controle do mosquito Aedes aegypti , vetor destas doenças, bem como de mosquitos vetores de

outras doenças endêmicas (2016-2017)

Helicoverpa

armigera

Spodoptera frugiperda

S. frugiperda resistente

Anthonomus grandis

Meloidogyne incognita

Número de estirpes testadas 500 500 500 800 250

Estirpes com alta atividade 78 30 25 10 15

70 genes em estudo

4 em

patenteamento

Monitoramento da Resistência de S. frugiperda e de H. armigera

Desenvolvimento de um bioinseticida para controle de lagartas Unidade fabril instalada e prevista para operar em 2017

Aedes aegypti e Simulium spp.

2016

Culex spp. e Anopheles spp.

2017

Coleção de Bactérias de Invertebrados

3.100 Bacillus spp.

Primeira coleção de microrganismos brasileira a ser avaliada e reconhecida segundo as normas para funcionamento de um Centro de Recursos Biológicos - CRB

Malária, Filarioses, Dengue, Febre amarela, Zika, Chicungunia, Oncocercose

Saúde pública

Culex spp. Aedes aegypti Simulium spp. Anopheles spp.

Agrícola

Plutella xylostella Anticarsia gemmatalis Spodoptera frugiperda

Veterinária

Alphitobius diaperinus Stomoxys calcitrans

Haematobia irritans

Uso sistêmico de Bt

A

C

B

D

ep cv

ce

ep

xilema

folha

caule

Bioinseticidas desenvolvidos pela Embrapa Cenargen com instituições privadas à base de Bacillus thuringiensis e Lysinibacillus sphaericus da Coleção.

Ponto Final (Bthek Biotecnologia Ltda.), Inova Bti (Instituto Matogrossense do Algodão-IMAmt), Strike Bio Bti SC (STRIKE Indústria e Comércio),

Bt-horus SC (Bthek Biotecnologia Ltda.), Sphaerico (Geratec do Brasil) and Sphaerus-SC (Bthek Biotecnologia Ltda.).

Serviços

1- Fornecimento de estirpes (Especificação de referência do MAPA)

2- Depósito de estirpes

3- Caracterização – morfológica, bioquímica e molecular

4- Armazenamento

5- Controle de qualidade dos bioinseticidas

6- Determinação da eficácia, potência, estabilidade normal e acelerada

Obrigada !

Rose.monnerat@embrapa.br