Inovação para a Agricultura

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I9Kiwi - Desenvolvimento de estratégias que visem a sustentabilidade da fileira do kiwi através da criação de um produto de valor acrescentado

Entidade líder do projeto: INSTITUTO PEDRO NUNES - ASSOC. INOV. DESENV. CIENCIA E TECNOLOGIA
Responsável pelo projeto: Joana Costa (​Diretora do FitoLab - Laboratório de Fitossanidade do Instituto Pedro Nunes - jcdcosta@ipn.pt)
Site do projeto: https://i9kiwi.pt/
Área do plano de ação: Cultura de frutos tropicais e subtropicais
Parceiros:

ACTIGLABRO, LDA; APK - ASSOCIAÇÃO PORTUGUESA DE KIWICULTORES; FRUVERG, LDA ; KIWI 1000 LDA; KIWI DOURO, LDA; KIWI GREENSUN- CONSERVAÇÃO E COMERCIALIZAÇÃO DE FRUTA, S.A.; KIWICOOP,COOPERATIVA FRUTICOLA DA BAIRRADA CRL; PMNI, UNIPESSOAL LDA; UNIVERSIDADE DE COIMBRA


Prioridade do FEADER: P4) Restaurar, preservar e melhorar os ecossistemas ligados à agricultura e à silvicultura;
Identificação do problema ou oportunidade que se propõe abordar:

A produção de kiwi (Actinidia sp.) é uma importante atividade económica em diversos países, tendo apresentado uma expansão mundial nos últimos anos. Em Portugal, foi a partir da década de 1990 que a produção de kiwi se começou a desenvolver graças ao valor comercial da fruta associado ao baixo custo de produção. Os investimentos têm aumentado nos últimos anos, traduzindo-se num aumento notável da exportação, tendo sido atingido o valor máximo de 13 kton em 2013, equivalendo a 11 M€. Embora se continuem a verificar fortes investimentos, tendo a área de produção aumentado em 1/3 nos últimos 2 anos, a produtividade tem diminuído -14,8% face a 2013 sendo a infeção pela bactéria Pseudomonas syringae pv. actinidiae (Psa) o principal responsável. A Psa é o agente causal do cancro bacteriano da actinídea, considerada a doença mais grave desta cultura. Pode, em casos mais virulentos, causar a morte das plantas, colocando em causa a sustentabilidade da Fileira e provocando importantes prejuízos económicos nos principais países produtores de kiwi, incluindo Portugal (EPPO, 2011/054).

Esta doença, detetada em Portugal em 2010, manifesta elevada agressividade e uma dispersão muito rápida, tendo, nos dias de hoje, distribuição generalizada nas regiões produtoras. A nível mundial, a indústria ligada ao setor do kiwi está empenhada no desenvolvimento de estratégias de controlo da doença para conter a pandemia e minimizar as perdas económicas dos produtores, mas sem resultados positivos. Dados recentes sugerem que a população de Psa não é homogénea existindo diversos níveis de virulência. É reconhecido que a distribuição desta bactéria é influenciada quer por condições edafo-climáticas, quer pela suscetibilidade do cultivar quer pelas práticas culturais adotadas. É também possível que os sintomas associados à infeção por Psa possam ser causados por outras estirpes de Pseudomonas presentes e que não causam a morte da planta. De fato, dados preliminares (FitoLab-IPN) evidenciam uma alteração profunda das comunidades microbianas naturalmente presentes na actinídea como resultado da infeção por Psa. Neste contexto, importa adotar medidas assentes em novos produtos, práticas, processos e tecnologias inovadores de combate a esta doença recente para a qual ainda não existe um sistema implementado eficaz e que condiciona de forma decisiva o rendimento deste sector produtivo.


Objetivos visados:

O I9K integra a 1ª prioridade na temática do plano de ação e pretende melhorar a competitividade do país, através de diversas tipologias de inovação, nomeadamente inovação de produtos e processos, incidindo exclusivamente em atividades de produção primária no sector do kiwi, fileira fortemente dinâmica e que tem sido alvo de um elevado investimento nos últimos anos. O I9K reúne as competências necessárias para suprir lacunas evidentes no setor fitossanitário e na qualidade e diversidade de cultivares e do pólen, associadas a elevados custos de produção.

Como objetivos estratégicos:

a) Pretende-se que produtores, viveiristas e técnicos adoptem estratégias sustentáveis de minimização do risco de dispersão de Psa e mitigação dos seus efeitos através da implementação um novo processo que vai integrar o sistema de produção e contempla: adequação dos cultivares ao contexto edafo-climático; utilização de cultivares menos suscetíveis à Psa; estratégias de gestão dos reservatórios naturais de Psa; tratamento do pólen contra a Psa; ajuste das práticas agrícolas ao risco real de ocorrência de doença determinado com base na estrutura da infeção e nas condições edafo-climáticas das regiões produtoras através de um softaware com um sistema de alertas.

b) Pretende-se ainda que produtores, técnicos e viveiristas implementem estratégias sustentáveis de prevenção, mitigação e controlo de Psa através da utilização de novos produtos que irão integrar o sistema de produção: consórcios bacterianos com ação antagonista à Psa e consórcios bacterianos com ação ativadora da saúde da planta.

c) Pretende-se que produtores, viveiristas e técnicos implementem um novo processo inovador com tecnologia relacionada com o aumento da produtividade e que irá integrar o sistema de produção: utilização de cultivares produtores de pólen com elevada viabilidade associada a um método mais eficaz de conservação e aplicação de pólen.

d) Pretende-se, através da realização de ações de divulgação, disseminação e demonstração dos resultados gerados pelo I9K, sensibilizar e fomentar o crescimento da massa crítica e aconselhamento técnico visando a integração dos processos e produtos desenvolvidos na produção primária de fruta e plantas.

Estas ações têm como público-alvo os grupos focais identificados: produtores, viveiristas e técnicos (ações de demostração, colóquios, reuniões), públicos especializados e específicos (artigos técnicos e científicos, participação em congressos e seminários com apresentação de resultados), bem como o público em geral (página web dedicada ao projeto e disseminação através da RedeRural e parceiros).

São objetivos específicos do I9K:

- Caraterizar as zonas produtoras com base em sistemas de monitorização de fatores abióticos (sensores) e bióticos (polinizadores e outros insetos);

- Identificar as práticas agrícolas utilizadas avaliando a sua eficácia;

- Caraterizar a infeção por Psa nas principais regiões produtoras, combinando informação genética com sintomas, persistência, virulência e perdas na produção;

- Identificar potenciais reservatórios ambientais de Psa, nomeadamente plantas hospedeiras, reservatórios de água e persistência no solo de modo a otimizar as estratégias de gestão, mitigação e controlo da Psa;

- Identificar os organismos responsáveis por sintomas de doença nos frutos a otimizar as estratégias de gestão e mitigação dos organismos patogénicos;

- Avaliar a eficácia da utilização de antagonistas contra a infeção por Psa isolados em pomares saudáveis. Selecionar o(s) mais eficaz(es). Avaliar o seu potêncial comercial e de internacionalização.

- Avaliar o uso de ativadores contra a infeção por Psa. Selecionar o(s) mais eficaz(es). Avaliar o seu potêncial comercial e de internacionalização. Neste âmbito o I9K estabeleceu um protocolo de cooperação transnacional com o Institute for Sustainable Agriculture‐CSIC, Córdoba, Espanha dada a sua reconhecida experiência e competências.

- Identificar in situ machos produtores de pólen de qualidade e relacioná-los com a sua suscetibilidade à Psa. Selecionar o(s) mais eficaz(es). Avaliar o seu potêncial comercial e de internacionalização. - Identificar metodologias de aplicação de pólen mais eficazes.Neste âmbito o I9K estabeleceu um protocolo de cooperação transnacional com uma PME lider em tecnologias de aplicação de pólen com o intuito de identificar e adequar quais das tecnologias existentes mais se adequem ao contexto nacional.

- Identificação multifatorial in situ de cultivares de actinídea como parte das soluções integradas para a gestão e controlo da Psa. Nomeadamente, suscetibilidade à infeção por Psa, adaptação às condições edafo-climáticas do local de produção e produtividade. A localização das plantas identificadas será acessível a todos os interessados. Avaliar o seu potêncial comercial e de internacionalização.

- Elaboração de um Manual Técnico de medidas preventivas e de controlo contra os principais problemas fitossanitários da Actínia associadas ao contexto nacional.

- Divulgação dos resultados da iniciativa (processos e produtos) aos grupos focais de divulgação, público especializado e público em geral.


Sumário do plano de ação:

O I9K pretende responder aos desafios da Fileira do Kiwi através da criação de um grupo de excelência que adotará estratégias inovadoras e práticas agrícolas geradoras de maior produtividade, potenciando a competitividade do setor em novos mercados.


Pontos de situação / Resultados:

Participação em congressos para divulgação dos resultados 

  • Membros da equipa do i9Kiwi participaram no IX International Symposium on Kiwifruit, Porto, setembro 2017. https://www.ishs.org/symposium/587
  • Membros da equipa do i9Kiwi participaram no 2º Simpósio SCAP de Proteção das Plantas; 8º Congresso da Sociedade Portuguesa de Fitopatologia e 11º Encontro Nacional de Proteção Integrada. Santarém, outubro 2017. https://pdp2017.webnode.pt/
  • Membros da equipa do i9Kiwi participaram no 1st Iberian Meeting on Agroecological Research (ibagreco), Évora, novembro 2018. http://www.ibagreco2018.uevora.pt/.
  • Membros da equipa do i9Kiwi participaram na Cimeira Nacional de Inovação na Agricultura, AgroInovação, Oeiras, dezembro 2018
  • Membros da equipa do i9Kiwi participaram no “2º Encontro Nacional de Ciência Cidadã”, realizado entre 24 e 25 de outubro de 2019 na Academia das Ciências, Lisboa. https://www.cienciacidada.pt/encontrocc2019/
  • Membros da equipa do i9Kiwi participaram no “Microbiotec” realizado entre 5 e 7 de dezembro 2020 em Coimbra. https://microbiotec19.net/en/
  • Membros da equipa do i9Kiwi participaram no Congresso Frutos online 2020. https://congressofrutos2020.webnode.pt/

Comunicações orais em congressos para divulgação de resultados

  • Garcia E, Figueiredo D, Veríssimo A, Costa J (2017) Characterization of Pseudomonas syringae pv. actinidiae genetic diversity in Portuga. IX International Symposium on Kiwifruit, Porto, setembro 2017
  • Aitana Ares, Joana Pereira, Eva Garcia, Joana Costa, Igor Tiago. Towards sustainable agriculture: Innovative solutions for Psa from the microbiome of Actinidia deliciosa. 1st Iberian Meeting on Agroecological Research (ibagreco), Évora, novembro 2018.
  • A representante do i9Kiwi foi convidada a apresentar o grupo operacional através de uma comunicação oral na “Cimeira Nacional da Inovação na Agricultura” realizada dia 29 de outubro de 2018 e promovida pelo Ministério da Agricultura, Florestas e Desenvolvimento Rural (MAFDR), a Direção-Geral de Agricultura e Desenvolvimento Rural (DGADR) / Rede Rural Nacional (RRN), o Instituto Nacional de Investigação Agrária e Veterinária (INIAV) e a INOVISA em colaboração com a Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) e a Agência Nacional de Inovação (ANI). https://agro-inovacao.iniav.pt/index.php/oradores-sala-1

Participação e/ou organização de Seminários, colóquios ou outros eventos com apresentação de comunicação/poster 

  • Membros da equipa do i9K organizaram o Seminário “Distribuição e bioecologia do inseto invasor percevejo asiático” realizado na Universidade de Coimbra em janeiro de 2019 com a participação da Investigadora Laura Maistrello (Itália).
  • Membros da equipa do i9Kiwi participaram no “Seminário Inovação em espaço rural”, organizado pela Associação Portuguesa de Kiwicultores e COTHN, na Frutitec/Hortitec, Batalha através da comunicação: Garcia E, Castro S, Costa J (2018) Desenvolvimento de estratégias que visem a sustentabilidade da fileira do kiwi através da criação de um produto de valor acrescentado. 
  • Membros da equipa do i9K participaram na Frutitec/Hortitec no Seminário “Problemas Fitossanitários Emergentes”, organizado pela Associação Portuguesa de Kiwicultores e COTHN, em março de 2019, Lisboa.
  • Membros da equipa do i9K participaram na “Noite Europeia dos Investigadores” onde dinamizaram diversas atividades no âmbito do i9kiwi. Coimbra, 27 setembro 2019.
  • Membros da equipa do i9K participaram no XVI Concurso “O Melhor Pomar de Actinídea” Região geográfica a sul do rio Douro – 2019 com a comunicação “Percevejo Asiático - Uma ameaça para o kiwi - Possíveis impactos na fileira” (Oliveira do Bairro, 19 de outubro de 2019).

Comunicações em Painel:

  • E Garcia, D. Figueiredo, A Veríssimo, J Costa (2017). Characterization of Pseudomonas syringae pv. actinidiae genetic diversity in Portugal. In Book of Abstracts of IX International Symposium on Kiwifruit, Porto. http://www.aphorticultura.pt/uploads/4/8/0/3/48033811/livro_resumos_ix_international_symposium_of_kiwifruit_2017.pdf
  • E Garcia, D. Figueiredo, J Costa (2017). Genetic diversity and population structure of Pseudomonas syringae and P. viridiflava isolated from Portuguese kiwi orchards. In Book of Abstracts of IX International Symposium on Kiwifruit, Porto. http://www.aphorticultura.pt/uploads/4/8/0/3/48033811/livro_resumos_ix_international_symposium_of_kiwifruit_2017.pdf 
  • Poster divulgação do i9Kiwi no espaço Inovação da Frutitec/Hortitec, 2018, Batalha. Eva Garcia, Daniela Figueira, Helena Castro, Vinícius Casais, João Loureiro, Sílvia Castro, Jorge Canhoto, Joana Costa. I9kiwi - Development of strategies for the sustainability of the kiwifruit industry through the creation of a value-added product.
  • Poster de divulgação do i9kiwi na “Cimeira Nacional da Inovação na Agricultura” realizada dia 29 de outubro de 2018 https://agro-inovacao.iniav.pt/images/Posters/ORADORES/horticultura-fruticultura/I9Kiwi.pdf
  • Daniela Figueira, Eva Garcia, Aitana Ares, Igor Tiago, António Veríssimo, Joana Costa. Genetic diversity of Pseudomonas syringae pv. actinidiae: seasonal and spatial population Dynamics. “Microbiotec” realizado entre 5 e 7 de dezembro 2019 em Coimbra
  • Helena Castro, Vinícius Casais, Mariana Castro, Joana Costa, João Loureiro, Sílvia Castro. Quantifying pollination deficits in kiwi (Actinidia deliciosa) in Portugal. “Microbiotec” realizado entre 5 e 7 de dezembro 2019 em Coimbra

Divulgação de resultados em revistas e boletins técnicos

  • Costa J. (2018) Artigo de divulgação do i9Kiwi no Boletim da Associação Portuguesa de Kiwicultores. 54:9
  • Castro S. (2018) Avaliação do défice de polinização e diversidade de polinizadores em pomares de kiwi.
  • Castro H, Castro S, Loureiro J (2019) A fenologia da floração dos pomares de kiwi em Portugal. Boletim da Associação Portuguesa de Kiwicultores 59: 3-4.
  • Gaspar H, Loureiro J, Costa J, Castro S (2019) Percevejo asiático, a praga agrícola que quer viver consigo bate à porta. Voz do Campo 229 (seção Agrociência): I-II.
  • Gaspar H, Castro S, Loureiro J (2019) Percevejo asiático (Halyomorpha halys) – O Ciclo de Vida. Boletim da Associação Portuguesa de Kiwicultores. 58: 3.
  • FitoLab - IPN (2020) Diversidade genética da Pseudomonas syringae pv. actinidiae em Portugal: dinâmica populacional sazonal e espacial. 62:1
  • LIS - IPN (2020) i9Kiwi – a tecnologia ao serviço da proteção da kiwicultura. 63: 15

Dissertações/Monografias

  • The impact of pathogenic bacteria on plant microbiome – Pseudomonas syringae pv. actinidiae, a case study. Joana Vanessa Gomes Pereira, Mestrado em Biodiversidade e Biotecnologia Vegetal, Departamento de Ciências da Vida, FCTUC. Concluída em 13 de setembro de 2017.
  • Characterization of Pseudomonas syringae pv. actinidiae in Portugal. Daniela Figueira. Mestrado em Biodiversidade e Biotecnologia Vegetal, Departamento de Ciências da Vida, FCTUC. Concluída em 14 de setembro de 2017
  • Assays of in vitro germination of kiwi pollen. José Eduardo Nunes Marques, Mestrado em Biodiversidade e Biotecnologia Vegetal, Departamento de Ciências da Vida, FCTUC. Concluída em 20 de Julho de 2018
  • Sistema de Informação i9kiwi: Plataforma de apoio à decisão. Carlos Marques, Mestrado em Informática, Departamento de Informática, FCTUC. Concluída em 8 de julho de 2019.
  • Naturally Occurring Pseudomonas sp. in the Phyllosphere of Kiwifruit. Sara Miguel Gonçalves. Projecto em Biologia Aplicada II, Departamento de Ciências da Vida, FCTUC. Concluída em 26 de junho de 2019
  • Caracterização do pólen de kiwi. Flávia Catarina Moreira Ribeiro. Estágio profissional do último ano da licenciatura em Biotecnologia da ESAC-IPC. 2020
  • Pseudomonas sp. naturally present in kiwi orchards: Potential use as biological control against Pseudomonas syringae pv. actinidiae. Ana Teresa Fernandes dos Santos Matos Godinho. Estágio profissional do último ano da licenciatura em Biotecnologia da ESAC-IPC. 2020.
  • Impacto da diversidade e abundância de insetos na produção de pomares de kiwi. Hugo Gaspar, Mestrado em Biodiversidade e Biotecnologia Vegetal, Departamento de Ciências da Vida, FCTUC. Concluída em 17 de Julho de 2020.
  • Avaliação da atividade antagonista de bactérias isoladas em pomares de actinídea contra Pseudomonas syringae pv. actinidiae, P. s. pv. syringae e P. viridiflava e potencial papel enquanto promotores de crescimento. Beatriz Soraia Nunes Moniz. Monografia, Licenciatura em Bioengenharia, ISEC. Em curso.
  • Estratégias Inovadoras Para a Gestão de Fatores que Afetam a Produtividade do Kiwi. Vinícius Casais. Doutoramento em Biociências, Universidade de Coimbra. Em curso

Publicações em revistas ISI

Conteúdos de transferência e valorização do conhecimento:

Jornadas Técnicas:

  • 1ª Jornadas Técnicas APK | Santa Maria da Feira - 16 dezembro 2017
  • 2ª Jornadas Técnicas APK | Santa Maria da Feira - 15 dezembro 2018
  • 3ª Jornadas Técnicas APK | Santa Maria da Feira - 30 março 2019
  • 4ª Jornadas Técnicas APK | Santa Maria da Feira - 14 dezembro 2019
  • 5ª Jornadas Técnicas APK | Santa Maria da Feira - 18 dezembro 2020

Bases de Dados/

  • The complete gapA, gltA, gyrB, and rpoD sequences from Psa strains determined in this study were deposited in the GenBank Database (accession numbers MN916589–MN916708). 
  • Genomes - GenBank under the accession numbers SAMN14770793 (KW83), SAMN14770794 (KW98), SAMN14770795 (KW503), SAMN14770796 (KW1361), SAMN14770797, (KW1483) and SAMN14770798 (KW1606).

Coleções biológicas

  • coleção de cultura com 321 isolados de bactérias (mais de 60 géneros) naturalmente presentes em pomares de kiwi saudáveis e infetados com Psa; 
  • coleção de insetos naturalmente presentes em pomares de kiwi;
  • coleção de insetos polinizadores de kiwi; 

Inovação (Produtos e Processos)

  • Bactéria caracterizada quanto ao seu potencial antagonista da Psa in vitro
  • Coleção de 105 bactérias caracterizadas para o seu potencial promotor de crescimento;
  • Protocolos otimizados para aplicação de pólen• Protocolos otimizados para a Clonagem in vitro de Actinidia deliciosa através de proliferação de meristemas axilares e organogénese
  • Plataforma de apoio à decisão i9kiwi - SISTEMA DE MONITORIZAÇÃO E GESTÃO DO POMAR

Relatórios

  • 5 Relatórios de acompanhamento submetidos à autorizada de gestão.
  • 20 relatórios individuais para os produtores que participaram no projeto sobre a quantificação e identificação dos polinizadores em pomares de kiwi.

Atividades 2021

  • A APK, o IPN e a UC organizarão um congresso (em Coimbra (UC)), provavelmente virtual em (Abril de 2020) Novembro de 2021, para divulgação de resultados onde serão convidadas entidades nacionais e internacionais relevantes na área, unidades de Investigação, bem como meios de comunicação, para uma divulgação e disseminação eficaz dos resultados
  • A APK e DGAV organizarão, no final do projeto, ações de demonstração específicas para cada um dos grupos focais:
    1. Grupo Focal Viveiristas – junho de (2020) 2021 em Miranda do Corvo
    2. Grupo Focal Produtores – setembro de (2020) 2021 em Marco de Canavezes e Oliveira do Bairro; - demonstração da plataforma i9kiwi
    3. Grupo Focal Técnicos – (novembro de 2020) setembro de 2021 em Anadia
  • A APK e a UC estão a terminar a redação de um manual técnico de prevenção e controlo contra os principais problemas fitossanitários da actinídea, ajustado às diversas realidades nacionais revisto pela APK – setembro de 2021

Publicações submetidas a revistas ISI

  • Castro et al. Submitted. Pollination as a key management tool in crop production: Kiwifruit orchards as a study case. Scientia Horticulturae.
  • Gaspar et al. Submitted. Impact of local practices and landscape on the diversity and abundance of pollinators in an insect-dependent crop. Agriculture, Ecosystems and Environment
  • Castro et al. Submitted. Spatiotemporal variation in pollination deficits in an insect-pollinated dioecious crop. Agriculture, Ecosystems and Environment.
  • Ares et al. Submitted Phyllosphere microbiome of female and male kiwifruit plants in distinct seasons: assessing the impact of Pseudomonas syringae pv. actinidiae infection. Phytobiomes Journal. 
  • Ares et al. Comparative genomics allowed to found genotypic differences between strains of Pseudomonas syringae pv. actinidiae isolated from Portugal. Em preparação.
  • Ares et al. Cultivated phyllosphere microbiota of kiwifruit plants – the impact of season and Psa infection. Em preparação
  • Casais et al. Biological Control of Pseudomonas syringae pv. actinidiae by epiphytic Bacteria. Em preparação