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PTDC/AGR-TEC/1140/2014

PTDC


Código da Operação:
POCI-01-0145-FEDER-016801

Acrónimo: LEGSEEDCOAT

Referência: PTDC/AGR-TEC/1140/2014

Título: Revestimento de sementes de leguminosas com microrganismos benéficos para aumento da produtividade e resiliência a alterações climáticas

Área Científica: Ciências da Vida

Síntese do Projeto: A agricultura intensiva depende do uso crescente de agroquímicos e recursos hídricos. Contudo, as atuais taxas de aplicação de fertilizantes químicos e água não são nem economicamente viáveis nem ambientalmente desejáveis (European Commission, 2009). Os agroecossistemas sob gestão intensiva são ineficientes e conduzem a diminuições no funcionamento dos ecossistemas e degradação ambiental. Prevê-se que estes efeitos aumentem no futuro devido à seca e elevadas temperaturas (Donatelli et al., 2012). A região mediterrânica está particularmente sob risco devido a seca prolongada, o que se tornará num grave problema na prática agrícola (Schiermeier, 2008). Existe, portanto, uma crescente necessidade em encontrar alternativas à agricultura intensiva na região mediterrânica. As leguminosas são importantes nos ecossistemas devido à sua capacidade de fixar o N2 atmosférico através de simbioses com rizóbios que lhes permitem crescer em solos com baixos níveis de N e simultaneamente aumentar a fertilidade do solo, reduzindo a necessidade de fertilizantes azotados (Rodrigues et al., 2013). Além disso, há uma grande biodiversidade de leguminosas na Europa, incluindo variedades tolerantes à seca ainda por explorar (Veteläinen et al., 2009). As leguminosas são, por isso, muito relevantes para enfrentar os desafios atuais na agricultura, em particular a degradação ambiental e a escassez de água. Além das associações com rizóbios, as leguminosas podem beneficiar de associações com outras bactérias promotoras do crescimento de plantas (BPCPs). Os mecanismos pelos quais as BPCPs conseguem beneficiar as plantas incluem: fixação de N2, produção de sideróforos e fito-hormonas e solubilização de P (Ma et al., 2015). As leguminosas também formam mutualismos com fungos arbusculares micorrízicos (FAMs). Os FAMs são um grupo de microrganismos do solo que beneficia as plantas através da captura de nutrientes (Oliveira et al., 2006) e promoção da resistência à seca (Augé et al., 2015). Existe, portanto, um grande potencial no uso de FAMs e BPCPs (incluindo rizóbios) na agricultura com vista e aumentar a produtividade de leguminosas sob stress hídrico, com reduzida aplicação de agroquímicos. A aplicação de FAMs e BPCPs a lanço em campos agrícolas não é economicamente viável, porque o espalhamento de inóculo em grandes áreas resulta num elevado custo por planta. Atualmente não existem tecnologias viáveis para aplicação de inóculo de FAMs em agricultura de larga escala. Neste projeto pretende-se abordar este problema através do desenvolvimento de estratégias que permitam a aplicação em larga escala destes microrganismos benéficos do solo, através do revestimento de sementes de leguminosas. O grão-de-bico (Cicer arietinum L.) e o feijão-frade [Vigna unguiculata (L.) Walp.], duas leguminosas amplamente cultivadas, serão usadas como plantas modelo. Sementes serão obtidas de bancos de germoplasma e em cooperativas agrícolas. A seleção de genótipos resistentes à seca será feita através de experiências de campo. As sementes selecionadas serão revestidas individualmente ou em combinações com isolados de FAMs e BPCPs resistentes à seca. As sementes revestidas serão testadas em laboratório e em estufa com o objetivo de avaliar o desempenho das plantas e microrganismos sob diferentes níveis de stress hídrico e regimes de fertilização. As variedades de sementes revestidas com as formulações de inóculos que resultarem em aumentos no crescimento, nutrição e rendimento serão usadas em experiências de campo em áreas afetadas pela seca. A presença e evolução dos isolados de FAMs e BPCPs que foram inoculados será avaliada nas raízes e rizosfera através de PCR quantitativo e sequenciação (Janou?ková et al., 2013). Espera-se que estas sejam colonizadas pelos microrganismos inoculados e, consequentemente, melhorias no crescimento, nutrição e rendimento dessas plantas sejam obtidos. O valor nutricional (proteínas, gorduras, aminoácidos, vitaminas e minerais) do grão-de-bico e feijão-frade produzidos será avaliado, assim como a cor e textura de modo a satisfazer as preferências do mercado. A equipa do projeto reúne uma larga experiência em diversos aspetos de interações planta-microrganismo, diversidade fenotípica e genética de culturas, stress hídrico, análise nutricional de plantas e agricultura sustentável. Espera-se que o revestimento de sementes reduza drasticamente a quantidade de inóculo necessário para uma inoculação efetiva, devido à aplicação precisa de uma quantidade exata por planta. Este projeto irá explorar o potencial de FAMs e BPCPs revestidos em sementes de leguminosas, para aumentar a produtividade e o valor nutricional sob condições de stress hídrico caudado pelas alterações climáticas, reduzindo a aplicação de fertilizantes químicos. Este projeto irá contribuir para evitar a degradação ambiental e melhorar a qualidade de alimentos, conduzindo, em última análise a benefícios para a saúde humana.

Investigador Responsável: Doutor Rui Sérgio Sodré Oliveira

Programa de Financiamento: PT2020 – SAICT –PTDC/ICDT

Instituição Financiadora: FCT - Fundação para a Ciência e a Tecnologia

Data de início: 01-07-2016

Data de conclusão: 30-06-2019

Instituições participantes no Projeto: Universidade de Coimbra (Proponente); Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro (Parceiro)

Custo total elegível (EUR): 197.844,00€

Apoio financeiro da UE: 168.167,40€

Apoio financeiro público nacional: 29.676,60€

Técnico do Projeto: Rodrigo Alves

Contacto: 239247019