Embrapa e instituições parceiras miram bactérias fixadoras de nitrogênio para reduzir dependência de fertilizantes importados
A edição gênica de microrganismos ganha espaço nas pesquisas da Embrapa, com foco especial na fixação biológica de nitrogênio (FBN) e na produção de bioinsumos para a agropecuária. O movimento acompanha outras frentes já em curso na Empresa, que incluem soja mais tolerante à seca, tomates menos suscetíveis à mosca-branca, bovinos adaptados ao calor e peixes com características de interesse produtivo.
Hoje, mais da metade das submissões de edição gênica avaliadas pela Comissão Técnica Nacional de Biossegurança (CTNBio) já envolve microrganismos, segundo o pesquisador Alexandre Nepomuceno, da Embrapa Soja (PR), que também integra o colegiado. O dado reflete uma tendência internacional de busca por tecnologias mais sustentáveis no campo.
No caso brasileiro, o tema ganha peso extra: a FBN gera economia anual estimada em cerca de US$ 15,2 bilhões apenas para a soja, enquanto o País importa cerca de 85% de todos os fertilizantes que consome na agricultura.
O peso econômico da fixação de nitrogênio
A dependência externa de fertilizantes torna estratégico o aprimoramento das bactérias já usadas no processo de fixação biológica, além da ampliação do conhecimento para outras culturas agrícolas. Nepomuceno resume a lógica por trás do investimento:
“Portanto, investir em estudos para aprimorar as bactérias já utilizadas nesse processo e ampliar o conhecimento para outras culturas agrícolas é uma prioridade.”
Como funciona a edição gênica
A técnica pode ser comparada à edição de um texto: localiza-se um trecho específico do DNA e realiza-se uma espécie de corta e cola, removendo, inserindo ou substituindo partes da sequência genética.
Entre as ferramentas mais utilizadas está a CRISPR-Cas9, sistema em que um RNA-guia reconhece a região do DNA a ser modificada e conduz até ali a enzima Cas9, uma espécie de tesoura molecular que realiza o corte no ponto determinado. A partir desse corte, torna-se possível fazer a alteração desejada.
Bactérias em fase de caracterização
Um dos estudos mais avançados aplica edição gênica a bactérias diazotróficas — capazes de fixar nitrogênio — associadas a gramíneas. Segundo o pesquisador Jean Araújo, da Embrapa Agrobiologia (RJ), os trabalhos ainda estão em fase inicial e buscam modificar a forma como essas bactérias fixam e assimilam o nitrogênio, ampliando a fração disponível para a planta hospedeira.
A estratégia atua em dois pontos do metabolismo bacteriano: a modulação dos genes nifL e nifA, ligados à regulação da fixação biológica de nitrogênio, e a redução da atividade da enzima glutamina sintetase, visando aumentar o acúmulo e a liberação de amônia.
A Embrapa Agrobiologia trabalha com quatro grupos de bactérias:
- Azospirillum argentinense — associada à braquiária
- Azospirillum baldaniorum — associada ao trigo
- Nitrospirillum viridazoti e Gluconacetobacter diazotrophicus — cana-de-açúcar e outras plantas
- Azorhizophilus paspali — isolada do solo próximo às raízes da grama-batatais
Três estirpes editadas — de Nitrospirillum viridazoti, Azospirillum argentinense e Azospirillum baldaniorum — já estão em fase de caracterização em laboratório. Unidades como Embrapa Semiárido (PE), Milho e Sorgo (MG) e Arroz e Feijão (GO) também trabalham para melhorar o desempenho de microrganismos em condições de campo, mirando ganhos em controle biológico de pragas e tolerância a estresses climáticos.
Outras frentes de edição gênica na Embrapa
A tecnologia já é aplicada a plantas, animais, peixes e microrganismos em diferentes unidades da Empresa. Na soja, três linhas se destacam: redução de fatores antinutricionais para melhorar o aproveitamento do grão na alimentação animal, com testes de campo em curso no Paraná; tolerância à seca, com ensaios que começaram na safra 2025/26; e melhoria da composição do óleo, com linhagens que já alcançaram mais de 70% de ácido oleico e menos de 3% de ácido palmítico.
No tomate, a Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia (DF) desenvolveu linhagens com arquitetura mais ereta, que reduziram em cerca de 2,5 vezes a incidência de mosca-branca em relação à variedade não editada — o quarto produto da Empresa classificado como convencional pela CTNBio, em fevereiro de 2026.
Na pecuária, a Embrapa Gado de Leite (MG) trabalha na adaptação da raça Black Angus ao calor, com base em mutações do gene receptor da prolactina associadas ao pelo curto e liso de raças já adaptadas a climas quentes. Já a Embrapa Pesca e Aquicultura (TO) mantém, desde 2023, um centro dedicado à edição gênica em peixes, com projetos envolvendo miostatina em tilápia, reprodução e esterilidade em pirapitinga e, a partir de 2027, eliminação de espinhas intermusculares em pacu.
Regulamentação impulsiona a diversificação
Desde 2018, a Resolução Normativa nº 16 da CTNBio define critérios para avaliar produtos obtidos por Técnicas Inovadoras de Melhoramento de Precisão, entre elas a edição gênica. A análise ocorre caso a caso e determina se o produto final será classificado como organismo geneticamente modificado.
Para Nepomuceno, a possibilidade de enquadramento como convencional diferencia a edição gênica dos transgênicos tradicionais. Em meados de 2014, colocar uma planta transgênica no mercado custava cerca de US$ 130 milhões, o que concentrou o desenvolvimento dessas tecnologias em poucas empresas e culturas. Produtos de edição gênica considerados convencionais, por outro lado, podem ter custo regulatório bem menor — uma cana-de-açúcar editada pela Embrapa Agroenergia, enquadrada como convencional em 2021, teve custo zero de desregulamentação.
Esse cenário abre espaço para startups e instituições de diferentes portes, que vêm firmando parcerias com centros de pesquisa, empresas agroindustriais e governos para levar novas tecnologias ao mercado.
Propriedade intelectual segue como obstáculo
Mesmo com custos regulatórios menores, a chegada dos produtos ao mercado ainda esbarra em questões de propriedade intelectual e liberdade de operação (FTO). O cenário de patentes em torno do CRISPR-Cas9 é considerado complexo, marcado por disputas e pela necessidade de licenciamento, o que pode elevar custos.
Entre as alternativas avaliadas pelos pesquisadores estão outras ferramentas de edição, como Cas12a/Cpf1, MAD7, CLOVER e TAHITI, que podem reduzir a dependência da Cas9 — ainda que também tragam questões próprias de propriedade intelectual a serem resolvidas.
Debate reúne especialistas de diferentes instituições
As pesquisas foram apresentadas durante o evento virtual “P&D em debate”, promovido pela Embrapa e organizado pelo Comitê Gestor do Portfólio Biorrevolução, em 2 de setembro, com mais de 430 participantes. Além de Nepomuceno e Araújo — este último como moderador —, o encontro reuniu a pesquisadora Mônica Ledur, da Embrapa Suínos e Aves (SC) e presidente do portfólio de Biorrevolução; o pesquisador Tiago Campos, da USP de Ribeirão Preto; o pesquisador Marcelo Menossi, da Unicamp; e o analista Francisco Noé da Fonseca, da Diretoria de Inovação Social e Transferência de Tecnologia (DINT).
O diretor de Pesquisa e Desenvolvimento da Embrapa, Clenio Pillon, destacou o crescimento do evento como espaço de troca entre a Empresa e instituições parceiras — de 1.248 participantes em 2025 para 1.857 até o início de setembro de 2026. Ao comentar o potencial da tecnologia, Pillon afirmou:
“É um tema disruptivo e a Embrapa já tem resultados importantes, como os mencionados pelo pesquisador Alexandre Nepomuceno.”
O diretor reconheceu, porém, que obstáculos regulatórios e financeiros ainda dificultam a chegada das soluções ao mercado, e defendeu a criação de uma rede de pesquisa nacional, reunindo instituições públicas e privadas, para acelerar a transferência de conhecimento e tecnologia ao setor produtivo.
