Projeto pesquisa aplicações da nanobiotecnologia na produção de mudas clonais de erva-mate

A Embrapa Florestas, em parceria com o Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, está desenvolvendo um projeto de pesquisa com o objetivo de aumentar as taxas de enraizamento de clones na produção de mudas de erva-mate com auxílio da nanobiotecnologia. Os resultados poderão refletir significativamente no avanço do Programa de Melhoramento Genético (PMG) e propagação comercial dessa cultura.

Em seu PMG de erva-mate, a Embrapa Florestas selecionou clones com baixa e alta concentração de cafeína. Estes clones vêm demonstrando, de uma forma geral, diferenças na capacidades de enraizamento, com os clones de alta cafeína apresentando altas taxas de enraizamento e os clones de baixa cafeína com baixas taxas.

O projeto“Produção de mudas clonais de erva-mate: aplicações da nanobiotecnologia (ERVATECH)” busca entender os mecanismos envolvidos no processo de rizogênese e aumentar as taxas de enraizamento de clones com baixo teor de cafeína por meio do estudo dos mecanismos genéticos e metabólicos envolvidos no processo.

A pesquisa, inédita no Brasil e no exterior, visa também avaliar a capacidade de promoção de enraizamento e de crescimento inicial de mudas ao inocular, em clones que não enraizam, as bactérias presentes na rizosfera dos clones de altas taxas de enraizamento. A seleção de clones com diferentes teores de cafeína possibilita maior exploração do mercado consumidor, tendo como públicos-alvo tanto os consumidores de energéticos, quanto aqueles interessados no consumo da erva-mate sem o principio ativo do aumento da energia.

Juliana Degenhardt, pesquisadora da Embrapa Florestas responsável pelo projeto, explica: “Esse projeto visa não apenas otimizar as taxas de enraizamento da erva-mate, mas também, a longo prazo, aumentar o número de clones disponíveis aos viveiristas e produtores, além de obter um insumo biológico a base de bactérias, capaz de aumentar as taxas de enraizamento e produção de mudas em viveiros comerciais. A maior qualidade de mudas produzidas vai refletir também na preservação do meio ambiente, por necessitar de menor quantidade de insumos no desenvolvimento inicial no campo”.

O projeto é dividido em quatro linhas de pesquisa:

- Avaliação da expressão de genes - nessa linha serão desenvolvidas atividades que visam a comparação de genes expressos em materiais de altas e de baixas taxas de enraizamento buscando o entendimento dos mecanismos genéticos envolvidos na característica, bem como o desenvolvimento de marcadores moleculares que possibilitem a seleção precoce de matrizes com alta capacidade de enraizamento;

- Avaliação de metabólitos - nessa linha serão avaliados os metabólitos presentes em clones de baixa e alta capacidade de enraizamento, buscando elucidar os mecanismos envolvidos e desenvolver estratégias para aumentar as taxas, baseadas por exemplo na suplementação de substratos;

- Análise metabolômica da rizosfera de clones de alto e baixo enraizamento - nessa linha de pesquisa será caracterizada a biosfera da rizosfera nos clones com diferentes capacidades de enraizamento e será feita uma análise comparativa para descobrir quais bactérias são exclusivas dos clones de alto enraizamento;

- Isolamento de bactérias da rizosfera para obtenção de insumo biológico - Após a comparação, bactérias presentes apenas em clones de altas taxas serão isoladas e inoculadas em clones de baixas taxas de enraizamento para avaliação do potencial de promoção de enraizamento e crescimento inicial das mudas;

- Avaliação de nanopartículas na clonagem da erva-mate - nanopartículas serão utilizadas no cultivo in vitro para avaliar seu potencial na desinfestação do material para introdução in vitro e na regeneração do material por organogênese ou embriogênese somática.

Principais Resultados

Os principais resultados esperados com a execução do projeto, que tem duração até fevereiro de 2025, são o desenvolvimento de insumo biológico para aumento de enraizamento, o desenvolvimento de mudas de erva-mate e o desenvolvimento de marcadores moleculares e metabólicos que permitam a seleção precoce de materiais com maior potencial de clonagem, além de um protocolo de desinfestação e regeneração in vitro de erva mate utilizando nanopartículas.

Equipe do projeto

A equipe do projeto é formada pelos seguintes pesquisadores e analistas da Embrapa Florestas: Juliana Degenhardt, Regina Quisen, Krisle da Silva, Ivar Wendling, Fabricio Hansel e Daiane Rigoni. (Da Embrapa)