Transcript Seminário Bioinseticida.

Bioinseticidas
Bruno Francisco R. Fazenda
Guilherme Lopes
Julia Fernandes
Microbiologia Industrial
Prof. Maria Bernadete
2014
O que são Bioinseticidas?
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Inseticida: todo composto químico capaz de combater insetos.
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Bioinseticida: todo composto com utilização racional de bactérias, fungos,
vírus e nematoides para o controle de insetos.
Bacillus thuringiensis
Desenvolvimento
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Arsênio, Mercúrio e tabaco: usados como inseticida.
Em 1948, o cientista Paul Muller ganhou o Prêmio Nobel de Química por ter
descoberto o mais famoso inseticida de todos o tempos, o DDT (Dicloro
Difenil Tricloroetano).
Inseticidas: tóxicos, alto custo de pesquisas, necessidade de novas moléculas
por causa da resistência dos insetos...
Bioinseticida: surge com a necessidade no investimento em inseticidas
alternativos, devido aos prejuízos causados pelos que estavam em uso.
DDT
Características dos Bioinseticidas
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Maior tempo de uso;
Menos poluentes;
Altamente específicos;
Dificuldade dos insetos em resistir;
Menor custo de desenvolvimento.
Desvantagem: dificuldade no isolamento de novos microrganismos,
principalmente nos Bioinseticidas à base de fungos.
Alguns tipos de Bioinseticidas
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Cana-de-açúcar no Brasil: combate das cigarras pelo fungo Metarhizium
anisopliae é um dos programas mais antigos no Brasil.
AgNPV (Vírus da Poliedrose Nuclear da lagarta-da-soja Anticarsia
gemmatalis) é o mais pesquisado e aplicado no Brasil, tornando-se o maior
programa de controle microbiano de pragas, utilizando vírus, do mundo.
Atualmente, 90% do mercado mundial de Bioinseticidas utilizam Bacillus
thuringiensis, bactéria amplamente aplicada e estudada para o combate de
larvas de pernilongo.
Bacillus thuringiensis
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1902: morte de lagartas do bicho-da-seda (Bombix mori) no Japão, causada
por bactéria;
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1911: isolado por Berliner, da lagarta da traça do trigo (Anagasta
kuehniella). Nomeou a bactéria em homenagem à Thuringia (Alemanha);
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1938: comercialização do primeiro Bioinseticida à base de Bacillus
thuringiensis
Bacillus thuringiensis
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Bactéria presente em solos.
Gram positiva.
Formadora de esporos.
Anaeróbia facultativa.
Capacidade de sintetizar um cristal protéico com ação tóxica contra insetos
suscetíveis.
Assimilação de diferentes substratos (glicose, maltose, frutose, glicerol).
Dengue
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Doença causada por vírus (4 sorotipos diferentes).
Transmitida pelo Aedes aegypti.
Sintomas:
- febre alta;
- dores musculares;
- dores nos fundos dos olhos;
- náuseas e vômitos.
Produção de Bioinseticida para combater a
larva do mosquito da dengue
Bacillus thuringiensis
Cristal Proteico
 Produzidos no interior da
célula, adjacente ao esporo
 Denominados proteínas Cry, δ-endotoxinas
ou proteínas inseticidas
 Quatro endotoxinas produzidas por
Bacillus thuringiensis var. israelensis:
-Cry4A (125 kDa) - Cry4B(134 kDa)
- Cry11A (67 kDa) - Cyt1A (27 kDa)
Cristal Proteico
Mecanismos de Ação
Cristal Proteico
Mecanismos de Ação
 Deformação das células epiteliais e a desintegração da
membrana microvilar
 Lise celular, danos irreversíveis no intestino, culminando
com a morte da larva
www.unb.br/ib/cel/pg/figure7.jpg

Microscopia eletrônica do epitélio intestinal da
larva antes e após a ação da toxina
Cristal Proteico
 Eficaz contra larvas de insetos dos gêneros
Aedes, Culex e Anopheles, vetores das doenças
dengue, elefantíase e malária.
 Eficaz contra larvas de insetos do gênero
Simulium (borrachudos), transmissores de
vírus, protozoários e filárias
Meios de Cultivo
Composição do meio GYS (ROGOFF; YOUSTEN, 1969)
Componente
Componente
Concentração (g/L)
(g/L)
Concentração
GlicoseGlicerol
Extrato
Extrato de
de Levedura
Levedura
10,0
10,0
12,0
12,0
(NH4(NH
)2SO44)2SO4
CaClCaCl
.2H2O.2H2O
3,0
3,0
0,12
0,12
MgSO
4.7H2O
MgSO
4.7H2O
MnSO
4.H2O
MnSO
.H O
1,5
1,5
0,09
0,09
2
2
4
2
K2HPOK42HPO4
KH POKH2PO4
2
4
1,5
1,5
1,5
1,5
NAD+ NADH2
Biomassa
ATP ADP
Glicerol
NAD+
Glicerol
desidrogenase
ATP
ADP
NADH2
Glicerol-3-fosfato
Dihidroxicetona
Dihidroxicetona
quinase
ATP
ADP
Frutose-difosfato
FAD
FADH2
Glicerol 3-P
desidrogenase
Gliconeogênese
Dihidroxicetona-3-fosfato
Oxaloacetato,
α-Cetoglutarato
Via das Pentoses
Fosfato
Piruvato
NAD+
NADH2
CO2
Aminoácidos
Acetil -CoA
Acetil- Fosfato
ADP
ATP
Ácido Acético
Glicerol quinase
Ciclo de
Krebs
Tradução
Proteínas
Biodiesel
10% do volume total do biodiesel
produzido é constituído de glicerol
Obtenção
(reação de transesterificação)
(CHI et al. 2007)
Biodiesel
Triacilglicerídeo
Álcool
Glicerol
Biodiesel
Preparo de Inóculo
Bacillus thuringiensis
var. israelensis
Frascos Erlenmeyer de 250 mL
com 50 mL de meio
30 oC sob agitação de
96 rpm por 10 horas
Ensaios de Fermentação em Frascos
 Fermentação realizada em
Erlenmeyer de 1 L, sem chicanas
 Pellet resultante da
centrifugação do inóculo
 Agitação de 96 rpm,
a temperatura de 30 0C
Obtenção da curva de pH
característica
 Fermentação realizada em
Erlenmeyer de 1 L, com e sem
chicanas
 Amostras retiradas em
intervalos de tempo definidos
Métodos Analíticos
Concentração Celular
 Turbidimetria: antes da formação de grumos
Gravimetria: ao iniciar a formação de grumos
Morfologia Celular
 Observações em Microscópio Ótico
Métodos Analíticos
Concentração de Glicerol e Ácido Acético
 Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (coluna HPX-87H)
Atividade Larvicida
 Exposição, por 24 horas, de larvas de Aedes aegypti
no 3º ínstar de crescimento a volumes diferentes de
meio fermentado e água, num total de 6 mL.
 Para cada teste foram utilizados 10 tubos,
empregando-se o mesmo volume de meio fermentado.
Empresas
Biosphere ;
Bug ;
Bayer Cropscience;
AgroPlan-UFV;
BR3-FioCruz;
Laboratório de Controle Biológico do Centro Experimental do Instituto Biológico;
Produção

No mercado há cerca de 100 empresas;
 Estão em fase de pesquisas
 Buscam a regulamentação de seus produtos;
 Ligadas a universidades e centros de pesquisa;
 Grande investimento acreditando no futuro promissor;
Faturamento
Mercado Atual
Mercado em 15 anos
1%
15%
BIOINCETICIDAS
BIOINCETICIDAS
AGROTOXICOS
99%
Dias atuais
AGROTOXICOS
85%
15 anos
Porque usar bioinseticidas
Mais específicos;
 Maior aceitação popular;
 Os insetos e plantas não desenvolvem resistências;
 Menor impacto ambiental;
 Menor dano à saúde;
 Menor contaminação de alimentos;
 Produtos biológicos melhores e mais baratos;

OBRIGADO!!!!