Bioprospecção de microrganismos: da natureza ao bioinsumo 

A bioprospecção de microrganismos é um dos motores da inovação em bioinsumos agrícolas no Brasil. Estima-se que apenas uma pequena fração dos microrganismos do solo possa ser cultivada em laboratório pelas técnicas convencionais, o que mantém grande parte dessa diversidade ainda desconhecida, mesmo em um país que abriga uma das maiores biodiversidades do planeta.  

Essa riqueza biológica representa uma fonte estratégica para o desenvolvimento de soluções sustentáveis, capazes de enfrentar desafios como pragas, doenças e estresses abióticos nas lavouras. 

Porém o avanço da agricultura tropical exige alternativas que sejam adaptadas às condições locais, como solos ácidos, altas temperaturas e períodos de seca. Nesse contexto, a busca por microrganismos nativos, capazes de promover crescimento, fixar nitrogênio ou controlar patógenos, tornou-se fundamental para a competitividade e sustentabilidade do setor agrícola brasileiro. 

Neste conteúdo, você vai entender o que é bioprospecção de microrganismos, por que a biodiversidade brasileira é estratégica, como funciona o caminho da descoberta ao bioinsumo registrado, exemplos nacionais de sucesso, desafios do processo e critérios para escolher bioinsumos de qualidade. 

Ficha rápida 

Principais pontos 

• A bioprospecção é o primeiro passo para o desenvolvimento de novos bioinsumos. 

• Microrganismos de ambientes tropicais podem apresentar adaptações ao calor, seca, solos ácidos e alta radiação. 

• O caminho da descoberta ao registro pode levar vários anos, e muitos isolados promissoresem laboratório não apresentam desempenho semelhante no campo. 

• Cepas diferentes da mesma espécie podem apresentar resultados distintos na lavoura. 

• O acesso ao patrimônio genético brasileiro, que inclui microrganismos isolados no país, deve ser cadastrado no SisGen. 

• Na escolha de bioinsumos, é recomendável priorizar produtos registrados no MAPA (Ministério da Agricultura e Pecuária), com cepa identificada no rótulo e testados em campo. 

O que é bioprospecção de microrganismos 

A bioprospecção de microrganismos é a busca sistemática por bactérias, fungos e outros microrganismos da natureza que tenham características de interesse agrícola, como o controle de pragas e doenças, a fixação biológica do nitrogênio atmosférico, a maior absorção de nutrientes pelas plantas e a tolerância a estresses abióticos. 

O solo, as plantas e até mesmo os insetos abrigam uma diversidade microbiana imensa, com potencial para originar novos bioinsumos. Como grande parte desses microrganismos não cresce nos meios de cultura convencionais, a bioprospecção é um campo em constante evolução, que avança com novas técnicas de cultivo e com métodos independentes de cultivo, como a metagenômica, que permite estudar o material genético da comunidade microbiana diretamente da amostra. 

Trata-se da etapa inicial do desenvolvimento de novos bioinsumos. 

Biodiversidade brasileira: a chave estratégica para avanços em bioinsumos 

• O Brasil possui uma das maiores biodiversidades do mundo, com seis biomas de características distintas e microbiota ainda pouco explorada. 

• Microrganismos de ambientes tropicais podem apresentar adaptações ao calor, seca, solos ácidos e alta radiação, características valiosas para a agricultura local. 

• Cepas nativas tendem a se estabelecer melhor em condições semelhantes às de origem, o que pode favorecer o desempenho dos bioinsumos. 

• A agricultura tropical enfrenta desafios específicos, como alta pressão de pragas e doenças, que demandam soluções adaptadas. 

Tabela ilustrativa. As características podem variar conforme o local e o objetivo da pesquisa. 

Fontes de prospecção: onde estão os microrganismos de interesse agrícola 

Os microrganismos de interesse agrícola podem ser isolados de diferentes ambientes, com destaque para: 

• Solo e rizosfera de plantas saudáveis, região do solo sob influência direta das raízes onde a interação planta-microrganismo é intensa, sobretudo em plantas sadias de áreas com ocorrência de doenças. 

• Tecidos internos das plantas, colonizados por microrganismos endofíticos, que podem promover crescimento e contribuir para a proteção contra pragas e doenças. 

• Solos supressivos, nos quais o patógeno e plantas suscetíveis estão presentes, mas a doença não se estabelece ou se desenvolve com baixa severidade em razão da atividade microbiana. 

• Insetos infectados ou mortos por fungos ou bactérias, fonte de agentes de controle biológico. 

• Nematoides, ovos e cistos de nematoides parasitados por microrganismos, fonte de agentes de controle biológico de fitonematoides, como os fungos nematófagos. 

• Ambientes extremos, como áreas secas, salinas ou com variações bruscas de temperatura, fonte de microrganismos capazes de favorecer a tolerância das plantas a estresses abióticos. 

Do laboratório ao campo: as fases cruciais na criação de bioinsumos microbianos 

O caminho da descoberta de um microrganismo até o registro de um bioinsumo envolve múltiplas etapas técnicas e regulatórias. Veja o resumo das principais fases: 

O processo pode levar vários anos, já que inclui ensaios em diferentes locais e safras, e muitos isolados promissores em laboratório não apresentam desempenho semelhante no campo. 

O sequenciamento genético e a mineração de genomas aceleram a seleção de cepas, permitindo identificar genes ligados à produção de metabólitos de interesse. 

Casos nacionais: microrganismos selecionados no Brasil que originaram bioinsumos 

Esses exemplos ilustram como a pesquisa nacional, em parceria com instituições como a Embrapa (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária), universidades e empresas, transforma a biodiversidade em soluções práticas para a agricultura. 

Coleções de culturas: o motor da inovação em bioinsumos 

As coleções de microrganismos são fundamentais para a pesquisa e o desenvolvimento de bioinsumos. Elas preservam cepas identificadas e caracterizadas, o que permite sua disponibilidade para estudos futuros e para a produção industrial. 

No Brasil, o MAPA mantém uma lista oficial de cepas autorizadas para a produção de inoculantes, depositadas em coleções de referência, o que contribui para a qualidade e a rastreabilidade dos produtos. 

Regulamentação e acesso ao patrimônio genético: o cenário legal da bioprospecção no Brasil 

O acesso ao patrimônio genético, incluindo microrganismos isolados de amostras coletadas no território nacional, é regulado pela Lei da Biodiversidade (Lei nº 13.123/2015).   

Pesquisas e desenvolvimentos de produtos com recursos genéticos brasileiros devem ser cadastrados no SisGen, e a exploração econômica do produto acabado pode envolver a repartição de benefícios.  

Desde 2021, o Brasil também é parte do Protocolo de Nagoya, acordo internacional que estabelece regras para o acesso a recursos genéticos e a repartição justa dos benefícios derivados de seu uso. 

Desafios e oportunidades na bioprospecção microrganismos 

• Grande parte dos microrganismos do solo não cresce em meios de cultura convencionais, e mesmo os identificados por métodos moleculares só podem originar bioinsumos se forem cultivados em escala. 

• Resultados promissores em laboratório nem sempre se confirmam no campo, em razão de variações de solo e clima e da competição com a microbiota nativa.. 

• A manutenção da viabilidade do microrganismo na formulação, durante o armazenamento e após a aplicação, é um desafio técnico. 

• O escalonamento da produção, do laboratório à escala industrial, exige processos de fermentação que mantenham pureza, concentração do microrganismo e custo viável. 

• O registro exige dossiê com dados agronômicos, toxicológicos, ambientais e de controle de qualidade, o que torna o processo longo e oneroso. 

• A proteção da propriedade intelectual depende do cadastro prévio do acesso no SisGen, e a exploração econômica do produto pode envolver a repartição de benefícios. 

Como identificar bioinsumos de excelência para uso agrícola 

• Preferir bioinsumos registrados, com cepa identificada no rótulo, o que favorece a rastreabilidade. 

• Valorizar produtos testados em campo, em diferentes regiões e safras. 

• Entender que cepas diferentes da mesma espécie podem ter resultados distintos. 

• Seguir as recomendações do rótulo e da bula e avaliar o desempenho na própria área. 

Mitos e equívocos frequentes sobre a bioprospecção microbiana 

• Supor que qualquer microrganismo isolado do solo pode virar produto comercial. 

• Confundir espécie com cepa, ignorando a importância da linhagem específica. 

• Esperar que os resultados de laboratório, feitos em condições controladas, se repitam no campo. 

• Desconsiderar as regras de acesso e repartição de benefícios da biodiversidade. 

Inovação sustentável: da biodiversidade tropical ao avanço agrícola 

A bioprospecção de microrganismos é um processo complexo, que transforma a riqueza dos biomas brasileiros em soluções inovadoras para a agricultura.   

Na escolha de bioinsumos, é recomendável valorizar produtos registrados, com cepa identificada e testados em campo, o que contribui para um manejo mais assertivo e sustentável da lavoura. 

A Syngenta está ao lado do produtor rural em todos os momentos, oferecendo as soluções necessárias para construirmos, juntos, um agro cada vez mais inovador, rentável e sustentável.  Confira a central de conteúdos Mais Agro para ficar por dentro de tudo o que está acontecendo no campo. 

Perguntas frequentes 

1. O que é bioprospecção de microorganismos? 

É a busca sistemática por microrganismos da natureza, que tenham características úteis para a agricultura, a saúde ou a indústria. A bioprospecção de microrganismos concentra-se em bactérias, fungos e outros microrganismos e, na agricultura, é a etapa inicial do desenvolvimento de bioinsumos. 

2. Como um microrganismo se transforma em bioinsumo? 

A partir de amostras coletadas na natureza, o microrganismo é isolado, testado em laboratório, identificado e caracterizado. Depois, passa por testes em casa de vegetação e em campo, em diferentes locais e safras. O produto é então formulado, produzido em escala e registrado no MAPA antes de chegar ao produtor. 

3. Por que a biodiversidade brasileira é importante para os bioinsumos? 

A biodiversidade brasileira inclui microrganismos que podem apresentar adaptações a condições tropicais, como calor, seca e solos ácidos. Cepas selecionadas nesses ambientes tendem a se estabelecer melhor em condições semelhantes às de origem, o que pode favorecer o desempenho dos bioinsumos nas lavouras do país. 

4. Quais bioinsumos brasileiros vieram da bioprospecção? 

Exemplos são as cepas de Bradyrhizobium selecionadas no Brasil e usadas nos inoculantes de soja, as cepas de Azospirillum brasilense usadas em gramíneas e na coinoculação e bactérias do gênero Bacillus que favorecem a absorção de fósforo e a tolerância das plantas à seca, desenvolvidas a partir de pesquisas brasileiras. 

5. Quanto tempo leva para desenvolver um bioinsumo? 

O desenvolvimento de um bioinsumo pode levar vários anos, da coleta ao registro, porque inclui testes em laboratório, em casa de vegetação e em campo, em diferentes locais e várias safras, além do desenvolvimento da formulação e da elaboração do dossiê de registro. 

6. É preciso cadastro para pesquisar microrganismos no Brasil? 

Sim. Pela Lei da Biodiversidade, microrganismos isolados de amostras coletadas no território nacional fazem parte do patrimônio genético brasileiro. O acesso deve ser cadastrado no SisGen antes de etapas como envio de amostras, pedido de propriedade intelectual, comercialização ou divulgação de resultados. A autorização prévia é exigida apenas em casos específicos previstos na legislação, e a exploração econômica do produto acabado pode envolver a repartição de benefícios. 

7. Qual a diferença entre espécie e cepa? 

A espécie reúne organismos com características genéticas e biológicas em comum, como Bacillus subtilis. A cepa, também chamada de estirpe, é uma linhagem específica dentro da espécie, com características próprias. Duas cepas da mesma espécie podem apresentar desempenho muito diferente na lavoura.”