O agronegócio tem um papel importante na economia brasileira. A participação do setor sempre tem relevância no PIB, em 2022 alcançou um total de 24,8%. Entretanto, o clima, pragas, escassez de água e falta de mão de obra estão entre os entre os problemas mais citados pelos produtores rurais no Brasil.
Assim, uma forma de driblar os problemas climáticos que evitam o desperdício das safras, é utilizar o melhoramento genético de plantas. Sim, com o uso de algoritmos disponibilizados por ferramentas tecnológicas é possível fazer a modificação genética das plantas, desde as sementes e torná-las mais resistentes.
Desse modo, para obter espécies de plantas com características selecionadas ou desejadas, pesquisadores se dedicam ao estudo de diferentes técnicas para o melhoramento genético com a ajuda das tecnologias.
Pensando nisso, abaixo vamos te mostrar como andam esses estudos, porque o mercado está investindo nessa área, como a bioinformática é essencial para o agronegócio e exemplos de estudos que já estão sendo testados.
Boa leitura!
Por que o mercado mundial está investindo no melhoramento genético de plantas?
Saiu recentemente o Relatório de Mercado de Inteligência Artificial na agricultura de precisão. Esse estudo é uma pesquisa em que é feita uma análise global do mercado de Inteligência artificial na agricultura de precisão, incluindo uma descrição sistemática.
Ou seja, são analisados os mercados da América do Norte, Europa e Ásia-Pacífico, América do Sul, Oriente Médio e África e categorizado os fabricantes, regiões, tipos e aplicações.
Assim, é por meio dele que as empresas avaliam as tendências e conseguem fazer um exame mais próximo dos ambientes competitivos, por aplicação e região.
Desse modo, uma das tendências que chama a atenção é o investimento em técnicas de aprendizado de máquina e como eles podem maximizar o rendimento das colheitas.
Pois, problemas como redução de água e nutrientes, adaptabilidade às mudanças climáticas, resistência a doenças e pragas e teor de nutrientes, por exemplo, podem ser escassos ou otimizados com o uso das técnicas de aprendizado de máquina.
Isso porque, com o uso algoritmos de aprendizado profundo, que carrega consigo décadas de dados de campo, é possível construir modelos de probabilidade para prever quais genes podem ser modificados para a planta se tornar mais resistente.
Ou seja, a IA consegue fazer uma seleção de espécies em busca de genes específicos para maximizar o rendimento e qualidade das colheitas.
O único problema que as empresas de inovação estão enfrentando é a falta de padronização na coleta de dados e o não compartilhamento dos mesmos. Isso faz com que o aprendizado de máquina seja mais demorado.
Então, a ideia é criar uma forma de padronização, para assim, cada vez mais a IA tenha controle dos dados e conseguir sugerir modificações para resolução dos problemas enfrentados atualmente pela agricultura de forma mais sustentável.
Nesse sentido, podemos considerar que o melhoramento de plantas já é uma realidade, mas como o desenvolvimento dessas técnicas estão sendo impulsionados no Brasil? Abaixo vamos te mostrar como esse setor está se destacando aqui também.
Como funciona o melhoramento de plantas com o uso de algoritmos aqui no Brasil?
Nas universidades e centro de pesquisas brasileiros, a bioinformática é a ciência que combina tecnologias, matemática e estatísticas para fornecer respostas a problemas, seja na agricultura ou em outros setores.
Desse modo, a partir de dados biológicos, a bioinformática trabalha com a modificação genética de sequências de DNA, RNA e proteínas, estruturas moleculares, dados de expressão de genes além de dados bibliográficos.
Ou seja, esse trabalho de melhoramento genético das plantas busca entender a base genética de processos biológicos das espécies e assim, eles estudam como a modificação pode criar novas culturas com melhor qualidade e menores custos.
Entretanto, para que seja feita uma inserção no campo, as ferramentas tecnológicas são essenciais nesse processo. Pois, a partir do momento que as práticas da agricultura de precisão são utilizadas, dados são gerados e eles alimentam os algoritmos que geram insights para os cientistas.
Desse modo, as técnicas do campo geram conhecimento que serão utilizados para a resolução de problemas.
Atualmente, os programas de melhoramento de plantas geram dados que são armazenados, processados e analisados, antes de começarem os testes. Nesse sentido, um banco de dados é criado (pesquisas + análises de campos), a fim de ajudarem na interpretação correta da modificação genética.
A importância do banco de dados no melhoramento genético das plantas
Com o acesso a banco de dados do Brasil, do campo e até mesmo do mundo, a bioinformática consegue cruzar informações e ter mais eficácia nas suas pesquisas.
O único problema dos bancos de dados é a falta de padronização como falamos acima. Pois, tanto aqui no Brasil, quanto no mundo são utilizados diferentes softwares e databases que variam de ferramentas simples até as mais complexas.
Dessa forma, os cientistas devem fazer uma interpretação de dados para assim conseguir relacionar as informações de humanos, animais, plantas e bactérias. Boa parte desses bancos incentivam o acesso aos dados de sequência para o domínio público e fornecem anotações de genes, proteínas e fenótipos.
A partir deles é possível trocar informações para comparação, confirmação e análise de dados biológicos. Nesse sentido, os mais acessados são os bancos de alinhamento de sequências, notação de Genes, análise de Elementos Regulatórios e redes de Interações Moleculares e Biológicas.
Assim, se a sua empresa utiliza alguma ferramenta tecnológica de agricultura de precisão que gera dados das suas culturas e safras, compartilhe com os centros de pesquisas.
Exemplos de melhoramento genético de plantas
Os estudos de melhoramento genéticos de plantas e a bioinformática possuem uma história recente no Brasil. Porém é uma área que cresce a todo o vapor, principalmente no agronegócio.
Por exemplo, no Instituto de Ciências Agrárias (ICA), foi desenvolvido um algoritmo matemático capaz de fazer a seleção simultânea de diferentes características no melhoramento genético da couve e da batata doce. A técnica foi testada e avaliada no cultivo em campo e demonstrou eficácia.
Outro exemplo é a CRISPR é uma das técnicas para a edição genética de diversos organismos, incluindo as plantas. O sistema CRISPR acelera o melhoramento genético de plantas, auxiliando os agricultores a superarem desafios, como sensibilidade ao calor, estresse hídrico e susceptibilidade a pragas e doenças.
Ou seja, por mais que essa seja uma área de expansão, o país está caminhando para melhorar as plantas e torná-las mais resistentes.
Portanto, o melhoramento genético de plantas é uma tendência global e é de extrema importância para o meio ambiente, automatização da agricultura, aumento da qualidade dos alimentos e claro, redução de custos, insumos e práticas não sustentáveis.
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