Em 2006, quando Francisco Guilhien Gomes Junior chegou na Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq/USP) para cursar o doutorado em Fitotecnia, o Laboratório de Análise de Imagens do Departamento de Produção Vegetal, inaugurado cinco anos antes, era o centro pioneiro no Brasil na realização de pesquisas sobre avaliação de sementes e plântulas utilizando técnicas de análise de imagens.
“A alta produtividade agrícola está diretamente ligada à qualidade e desempenho de lotes de sementes e, para atingir parâmetros que garantam maior probabilidade de sucesso no campo, as informações fornecidas pelos laboratórios de sementes sobre o potencial fisiológico dos lotes testados devem ser altamente consistentes”, comenta Francisco, que em 2009 ingressou como técnico de nível superior e hoje coordena – como docente concursado em 2019 – as atividades de ensino, pesquisa e extensão desenvolvidas no laboratório que o acolheu 15 anos atrás. “Os professores Silvio Moure Cícero, e Julio Marcos Filho, fizeram pós-doutorado na Holanda e nos EUA, respectivamente e ambos trabalharam com técnicas de análise de imagens de sementes e plântulas, de maneira que eles desenvolveram essa linha de pesquisa aqui na Esalq. E sob orientação do professor Silvio, fiz minha tese voltada na utilização de análise radiográfica para avaliar injúrias mecânicas em sementes de milho doce”.
Assim como o professor Julio Marcos Filho que realizou pós-doutorado na Ohio State University, Francisco também seguiu para Ohio em 2008 para fazer parte de sua pesquisa de doutorado sob orientação do professor Miller McDonald, pesquisador que estava presente inclusive na inauguração do laboratório em 2001.
À esquerda Prof. Francisco Ferraz de Toledo e
Prof. Silvio Moure Cicero descerrando a placa
de inauguração do Laboratório,
ocorrida em 24/9/2001
Prof. Silvio Moure Cicero e Prof. Julio Marcos Filho
(na época, Diretor da Esalq)
Projeto Temático – Durante os 20 anos de história, destaca-se o impulso obtido no desenvolvimento da pesquisa em análise de imagens de sementes e plântulas após a aprovação do Projeto Temático “Análise de Imagens na Pesquisa em Tecnologia de Sementes”, financiado pela Fapesp, sob a coordenação do professor Julio Marcos Filho. “A execução desse projeto, que transcorreu entre 2007 e 2013, trouxe grande contribuição para a evolução da produção científica e intensificação do uso do Laboratório de Análise de Imagens. Cerca de 40% das publicações científicas resultantes de pesquisas desenvolvidas no laboratório foram produzidas durante a vigência do projeto temático”, complementa o atual coordenador do laboratório.
Inovação – Resolver os principais problemas enfrentados pelo setor de produção de sementes no Brasil é o foco dos pesquisadores do Laboratório de Análise de Imagens da Esalq. “A identificação de lotes de sementes com elevado potencial para a rápida e uniforme emergência de plântulas no campo é fundamental para a obtenção de altas produtividades”, aponta o professor Francisco.
O sistema Vigor-S, desenvolvido em parceria com a Embrapa Instrumentação e com o financiamento da Fapesp, proporciona a obtenção de informações valiosas para a composição de programas de controle de qualidade em empresas produtoras de sementes de soja. A validação desse sistema para avaliação do vigor de lotes de sementes de soja foi tema da dissertação de mestrado da engenheira agrônoma Mayara Rodrigues, sob orientação do professor Julio Marcos Filho e com a colaboração do professor Francisco Guilhien Gomes Junior. Os resultados desta pesquisa foram publicados no periódico Journal of Seed Science, Vigor-S: System for Automated Analysis of Soybean Seed Vigor (https://doi.org/10.1590/2317-1545v42237490).
Aspecto geral da tela de análise do software Vigor-S após o processamento da imagem de plântulas
Na dissertação de mestrado do engenheiro agrônomo Heiber Andres Trujillo Samboni, sob orientação do Francisco Guilhien Gomes Junior, foi apresentada a análise radiográfica associada com o desempenho germinativo e determinação do vigor de sementes de café utilizando imagens digitalizadas de plântulas. “Nesta pesquisa foi evidenciada a eficiência da análise de imagens digitalizadas de plântulas na identificação de lotes de sementes com diferenças de vigor. Além disso, utilizamos imagens de raios X na identificação das principais alterações na morfologia interna das sementes, como malformações, deterioração de tecidos e injúrias ocasionados pela broca-do-café, permitindo relacionar a ocorrência dessas alterações com o desempenho germinativo dos lotes de sementes”, explica o professor Francisco. Os resultados da pesquisa foram publicados no Journal of Seed Science e podem ser acessadas nos endereços: https://doi.org/10.1590/2317-1545v41n1204651 e https://doi.org/10.1590/2317-1545v41n4221804.
Fluorescência de Clorofila – A eficiência da técnica de fluorescência de clorofila (FC) na avaliação de sementes e plântulas de arroz foi o tema de uma pesquisa orientada pelo professor Silvio Moure Cícero, realizada pelo engenheiro agrônomo Artur Sousa Silva. O professor Francisco, que colaborou neste projeto, diz que foram observadas relações entre os valores de FC das sementes e a germinação, ou seja, sementes que não germinavam ou originavam plântulas anormais, apresentavam valores de FC iguais ou superiores a 40,58 e a 112,92, respectivamente, nas energias de excitação/emissão de 630/700 nm e de 645/700 nm. “As sementes com maiores valores de FC também apresentavam menores graus de formação, avaliados pela análise de raios X”, complementa.
Na tese do engenheiro agrônomo Fabiano França da Silva, também sob orientação do professor Silvio, a técnica de análise da fluorescência de clorofila a partir de imagens multiespectrais também mostrou-se viável e eficiente na detecção de sementes esverdeadas de soja, permitindo estabelecer relações entre sua ocorrência e os danos causados ao potencial fisiológico das sementes. Em suma, o estudo mostrou que o potencial fisiológico das sementes foi reduzido mediante a presença de mais de 4% de sementes esverdeadas. “Níveis acima de 10% de sementes esverdeadas correlacionaram-se negativamente com a eficiência fotossintética das plântulas e das plantas, indicando danos no aparato fotossintético”, explica Francisco.
Capacitação – O caráter inovador e rigor técnico-científico das pesquisas desenvolvidas no Laboratório de Análise de Imagens têm atingido repercussão nacional e internacional e atraído o interesse de estudantes, professores e pesquisadores nacionais e estrangeiros. Essa demanda impulsionou a realização de quatro edições do curso sobre análise de imagens de sementes e plântulas no laboratório, sendo as três últimas organizadas pela Associação Brasileira de Tecnologia de Sementes (ABRATES). O reconhecimento também partiu da International Seed Testing Association (ISTA), a mais importante associação internacional que reúne analistas de sementes. A Esalq foi selecionada pela ISTA para sediar o ISTA ATC Workshop on Seed Image Analysis, ocorrido em novembro de 2018 e que contou com apoio da Fapesp. Muitos profissionais que hoje trabalham utilizando técnicas de análise de imagens para análise de sementes no Brasil foram treinados nestas ocasiões.
Ao completar duas décadas de funcionamento, o laboratório atingiu em 2021 a importante marca de 100 artigos científicos publicados em periódicos indexados. “Ao longo desses vinte anos foram realizadas pesquisas envolvendo sementes de várias espécies, incluindo grandes culturas, hortaliças, olerícolas, gramíneas forrageiras e florestais, utilizando diferentes técnicas não destrutivas de análise de imagens”, complementa o atual coordenador do laboratório.
Texto: Caio Albuquerque (22/11/2021)
