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Metagenomics:
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Muchas Gracias
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Iniciativas con enfoque regional: La plataforma de nuevas tecnologías del PROCISUR

  1. 1. General ObjectiveTo propose and formulate sustainable strategies for the agri-food system based on global constrains and identificate tecno-productive and institutional innovations that improve the impact on regional development “Programa Cooperativo para el Desarrollo Tecnológico Agropecuario del Cono Sur" Itamar De Melo
  2. 2. Plataform: Use of Emerging Technologies Contemporary advances and Innovation The aims are to conduct joint research, built on existing links and identify new opportunities for colaboration www.procisur.org.uy
  3. 3. Function  Referente Regional: Brazil  Enlace Argentina:  Enlace Bolívia:  Enlace Chile:  Enlace Paraguai:  Enlace Uruguai: Team Group of the Plataform
  4. 4. Strategic Approaches of the Network:  Advanced Biotechnology;  Nanotechnology;  Precision Agriculture;  Information and Communication Technologies-TICs Use of Emerging Technologies
  5. 5. Genomics and metagenomics technologies for the development of water-use efficient plants; 2nd generation ethanol, and phosphate solubilization Research Lines of Interest Related to the Mitigation of Global Warm
  6. 6. Seca
  7. 7. Estresse abiótico
  8. 8. 8 [Hoekstra & Chapagain, 2008]
  9. 9. Solução ao problema???
  10. 10. Manipulação gênica
  11. 11. Plantas Tolerantes a Seca (Monsanto + Basf) Tecnologia para o desenvolvimento de plantas mais tolerantes aos estresses abióticos $ 1.5 bilhões de dólares (http://monsanto.mediaroom.com/index.php?s=43&item=710) Nota: descobertas do gene espB de Bacillus subtilis.
  12. 12. Bioprospecção em Ambientes Extremos: Biodiversidade não usual x novas substâncias químicas Bioprospecção= biodiversidade+ indústria As buscas devem ser dirigidas àqueles habitats onde o produto desejado surgiu como resultado do processo evolutivo natural
  13. 13. Drought caused as many deaths in 1980-2000 as all other natural disasters combined (Colombia University Center for Hazards and Risks)
  14. 14. Trehalose ( glucopiranosil-1,1-glucopiranosideo) – evita desnaturação e agregação de proteínas EPS – modifica o ambiente ao redor das células microbianas, participa na adesão das células à superfície, retenção de água, favorece o sequestro e concentração de nutrientes, retém e protege enzimas extracelulares. Organismos Osmotolerants
  15. 15. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Oxida ve stress Heat shock Detoxifica on Acid stress Osmo c stress SigmaB stress responce regula on Cold shock Periplasmic Stress Carbon Starva on Universal stress protein family Chuva #2 Chuva #1 Chuva #3 Seca #1 Seca #2 Seca #3 0 20 40 60 80 100 120 Choline and Betaine Uptake and Betaine Biosynthesis Osm oprotectantABC transporterYehZYXW of Osm o cstresscluster Synthesisofosm oregulated periplasm icglucans Osm o cstress Sigm aB stressresponce regula on Cold shockPeriplasm icStressCarbon Starva on Universalstressprotein fam ily Chuva #2 Chuva #1 Chuva #3 Seca #1 Seca #2 Seca #3 Alta abundância de genes relacionados ao stress por calor (do grupo da hsp70 (dnaK)) e stress osmótico (biosintese de betaína).
  16. 16. Crescimento em meio contendo sorbitol Azospirillum sp. Bacillus sp. Seleção de caracteres para tolerância à seca Crescimento em meio contendo sorbitol
  17. 17. Isolamento de rizobactérias associadas às cactáceas
  18. 18. Tratamento Área foliar (cm2 ) Comprimento caule (cm) Peso seco parte aérea (g) Testemunha 62,53 7,52 0,2610 6.2 RZS 3 113,19* 8,80* 0,4340* 6.1 XXS 15 97,67 8,45 0,4090* 3.3 XXS 22 100,43 7,47 0,3610 1.1 XXS 28 111,10* 7,99 0,3830 3.1 CFS 33 80,75 6,92 0,3090 3.1 CFS 34 83,08 8,83* 0,3450 4.1 XXS 40 113,12* 8,87* 0,4330* 4.1 XXS 42 109,45* 8,45 0,3450 5.2 RZS 52 104,73* 7,66 0,3730 Promoção de crescimento de Zea mays Estresse hídrico Bacillus spp. promoveram crescimento de milho sob estresse hídrico
  19. 19. Promoção de crescimento de Zea mays Estresse hídrico T
  20. 20. Metagenomics: -for production of lignocellulosic ethanol -Develop new, more versatile, microorganisms capable of squeezing more ethanol from biomass. •A biossíntese da celulose na natureza equivale à produção de 5x104 barris de petróleo por segundo (Coughlan, 1985)
  21. 21. Research Lines of Future Interest The soil metagenome – a rich resource for the discovery of novel natural products
  22. 22. - Metagenomic libraries generated from extremophiles: thermostable celullase, …..drought resistance, etc Celullase production by one high producer hit
  23. 23. Matagenomics Shelly Paluan e Quirino, 2010 Greater sorbitol concentration Greater hydric stress
  24. 24. Metagenomics: -for phosphate solubilization Research Lines of Future Interest Strategy: to apply culture- independent metagenomics technologies in rocks, minerals and other deposits of phosphate. PO4 ---
  25. 25. ~US$ 6.4 billion/year In Brazil, 30 kg N/ha would cost to the farmer ~US$ 30/ha to the country ~US$ 650 million/year National economy to the BNF with soybean crop (21.7 million ha, 2,629 kg/ha)
  26. 26. Daniel Kondo
  27. 27. A Biotecnologia na busca de pesticidas menos tóxicos •Brasil, 1º maior consumidor mundial de agrotóxicos. • ( www.abiquim.org.br) •Toxicidade: 2º maior causa de intoxicação em humanos – 9.600 registros. Fonte: Sinitox: www.fiocruz.br Qual o futuro do setor e quais os rumos das pesquisas?
  28. 28. extremophyles: Transforming biodiversity in technologies -high salinity seawater; -anoxic environment; Purposes: -Bacterial inoculant for salty soils; -Bioactive compounds: herbicides
  29. 29. Actinobactérias – principais fontes de agentes antimicrobianos
  30. 30. medium Atrazin medium +DMSO L3-10ª Actinoba. Endof. Microalgae Chlorella vulgaris Descoberta de novos herbicidas- Efeitos fitotóxicos
  31. 31. 1 3 5 7 9 11 13 15 17 23 25 26 27 28 30 31 32 33 1' 2' 3' 4' 5' 6' 7' 8'9' O HO H3CO O OCH3 OH O O HN OH O O O 19 21HO O HO H3CO O OCH3 OH O O HN OH O O O 19 21H3CO O HO H3CO O OCH3 OH O OH 19 21HO 29 1 2 3 O HO H3CO O OCH3 OH O O O NH2 HO 4 O O HO H3CO O OCH3 OH O OH 5 O HO H3CO O OCH3 OH O OCH3 HO 6 Chemical structures of bafilomycins isolated and identified from the extract of Streptomyces MSC 463.
  32. 32. Conclusões •Países do Cone Sul apresentam déficits na balança comercial no segmento de produtos do metabolismo secundário da biodiversidade (fármacos, polissacarídeos, insumos agrícolas, agrotóxicos); •Pesquisas insuficientes é feita para transformar o conhecimento científico acumulado em inovação tecnológica; • Existe um distanciamento entre os grupos de pesquisa e as empresas; •Melhorar acesso a informação para diminuir a desigualdade científica nos países do Cone Sul
  33. 33. Muchas Gracias

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