News & Events

white plant

NEWS

Each year, crop diseases cause devastating losses in agricultural production, threatening food security and the livelihoods of millions of farmers. In the heart of Alentejo, an innovative project is harnessing the power of genomics to help combat these invisible threats. The AlViGen Project, with the participation of InnovPlantProtect researchers Rute Rego and João Bilro, is paving the way for a new era of crop surveillance and protection.

The Problem and the Solution

“Yellow rust in wheat and olive quick decline syndrome are real scourges for farmers,” explains Rute Rego, a researcher at AlViGen. “These diseases can decimate entire harvests, leading to severe economic losses and compromising food quality.”

But AlViGen is not limited to observing the problem. The team is using cutting-edge technology to detect and identify the strains of fungi that cause these diseases, long before the symptoms become visible.

“We use traps to collect spores circulating in the air,” Rute continues. “These traps allow us to monitor the presence of fungi in real-time, which gives us an important advantage in preventing infections.”

But the magic happens in the laboratory, where the team extracts the DNA from the spores and performs advanced genomic analyses, using powerful DNA sequencing technology based on the metabarcoding method, carried out with cutting-edge technology like the portable Nanopore sequencer.

Rute Rego, a researcher at InnovPlantProtect, analyzes samples of the fungus causing olive quick decline syndrome as part of the AlViGen project.

Unraveling the Genetic Code of Fungi

To better explain what metabarcoding is and its advantage in detecting the presence of species or strains of fungi that cause diseases in crops, the researcher gives the example of a bag full of different types of grains - rice, beans, corn - being analyzed by the reader. “Metabarcoding is like placing a unique label (a ‘barcode’) on each type of grain. Then, you can mix all the grains in a single sample, and by reading the labels, you can identify the quantity of each type of grain present.'”

In the case of AlViGen, this technique allows for the analysis of multiple fungal species simultaneously (in multiple samples), each with its own genetic ‘barcode,’ and to ‘identify exactly which fungi are present, even in small quantities,'” the researcher explains.

And what is the practical impact of this method for monitoring and predicting disease? The AlViGen project researcher can identify, with high precision, the moment when the pathogenic agent begins to appear in the field, which makes it possible to alert farmers in real-time about the risk of disease. Producers can adopt preventative measures and apply the necessary products to avoid infection, contributing to a rapid and effective response in disease prevention.

The Timeline of Fungal Evolution

AlViGen's research is not limited to identifying the microorganisms harmful to crops; it also seeks to understand their evolution and diversity. João Bilro, another researcher on the project, is dedicated to studying the phylogeny of the Colletotrichum fungus, a microorganism responsible for causing olive anthracnose or blight, a disease that affects olive groves in Portugal. This disease mainly affects the olives, which compromises the quality of the olive oil.

“Phylogeny is crucial for understanding how the different strains of Colletotrichum Just as a family tree traces the history of a family, showing how members are related to each other, phylogenetic trees reveal the evolutionary relationships between the different strains of this fungus. Each branch of the tree represents an evolutionary lineage, and the nodes indicate common ancestors. By comparing the DNA sequences of these strains, we can reconstruct their evolutionary history, identifying which are genetically closer or more distant, and thus infer characteristics such as virulence or resistance to fungicides,” he reveals.

This knowledge allows researchers to identify patterns of dissemination and adaptation of the fungus, which is fundamental for developing more effective strategies to contain and/or reduce the damage this fungus causes to Portuguese olive groves.

“One of the challenges of our research is the great genetic diversity of the Colletotrichum,” admits João. “However, by uncovering their evolutionary secrets, we are paving the way for the development of more precise and targeted detection and control methods.”

Left photo: João Bilro, a bioinformatician at InnovPlantProtect, studying the phylogeny of the Colletotrichum fungus within the scope of the AlViGen project; Right photo: Rute Rego and João Bilro discuss ideas about the AlViGen project.

The Future of Agriculture Starts Here

The AlViGen Project aims to have a significant impact on the agricultural landscape, especially in Alentejo, a region with a strong agricultural tradition. By providing farmers with early detection tools and precise information about the microorganisms that cause crop diseases, the project intends to aid in decision-making, allowing farmers to protect their crops and reduce production losses.

“Our ultimate goal is to empower farmers with the knowledge and tools they need to protect their crops sustainably,” states Rute. “We believe that genomic surveillance is a key tool for the future of crop protection.”

João Bilro agrees and adds, “Continuous research is fundamental to keep up with the evolution of harmful microorganisms and to develop new, consistently effective control strategies. In the future, we hope to expand the scope of AlViGen to include other microorganisms and crops, and to make genomic surveillance an accessible tool for all farmers.”

Science at the Service of Agriculture

The AlViGen Project, supported by the Promove Program of the “la Caixa” Foundation, in partnership with Banco BPI and the Foundation for Science and Technology (FCT), is an inspiring example of how science and technology can be applied to solve real-world problems and transform agriculture. By unraveling the genetic secrets of crop microorganisms, Rute Rego and João Bilro are paving the way for a safer, more sustainable, and resilient agriculture.

The fight against crop diseases continues, but with AlViGen, farmers can finally see the enemy before it becomes visible.

Every year, crop diseases cause devastating losses in agricultural production, threatening the food security and livelihoods of millions of farmers. In the heart of the Alentejo, an innovative project is using the power of genomics to help combat these invisible threats. The AlViGen Project, with the participation of InnovPlantProtect researchers Rute Rego and João Bilro, is paving the way for a new era of crop surveillance and protection.

The Problem and the Solution

“Yellow rust on wheat and gafa in olive groves are real scourges for farmers,” explains Rute Rego, a researcher at AlViGen. “These diseases can wipe out entire harvests, leading to severe economic losses and compromising food quality.”

But AlViGen isn't just observing the problem. The team is using cutting-edge technology to detect and identify the strains of fungi that cause these diseases, long before the symptoms become visible.

“We use traps to collect spores that circulate in the air,” continues Rute. “These traps allow us to monitor the presence of fungi in real time, which gives us an important advantage in preventing infections.”

But the magic happens in the laboratory, where the team extracts DNA from the spores and carries out advanced genomic analysis using powerful DNA sequencing technology based on the metabarcoding, The Nanopore portable sequencer is a state-of-the-art technology.

Rute Rego, InnovPlantProtect researcher, analyzes samples of the fungus that causes gafa, as part of the AlViGen project.

Unlocking the genetic code of fungi

To explain more about metabarcoding and its advantage for detecting the presence of species or strains of fungi that cause diseases in crops, the researcher gives the example of a bag full of different types of grain: rice, beans, corn, which is being analyzed by the reader. “Metabarcoding is like putting a unique label (a ‘barcode’) on each type of grain. You can then mix all the grains into a single sample and, by reading the labels, you can identify the amount of each type of grain present.”

In the case of AlViGen, this technique makes it possible to analyze multiple species of fungi at the same time (in multiple samples), each with its own genetic ‘barcode’ and “identify exactly which fungi are present, even in small quantities”, explains the researcher.

And what is the practical impact of this method for monitoring and predicting the disease? The researcher of the AlViGen project is able to identify, with high precision, the moment when the pathogen begins to appear in the field, which makes it possible to alert farmers in real time to the risk of the disease. Producers can adopt preventive measures and apply the necessary products to avoid infection, contributing to a rapid and effective response to disease prevention.

The Timeline of Fungal Evolution

AlViGen's research is not limited to identifying microorganisms that damage crops; it also seeks to understand their evolution and diversity. João Bilro, another researcher on the project, is studying the phylogeny of the fungus Colletotrichum, This is a microorganism responsible for causing gafa or anthracnose, a disease that affects olive groves in Portugal. This disease mainly affects the olives, which compromises the quality of the oil.

“Phylogeny is crucial to understanding how the different strains of Colletotrichum are related and how they have evolved over time,” explains João. “Just as a family tree traces the history of a family, showing how the members are related to each other, phylogenetic trees reveal the evolutionary relationships between the different strains of this fungus. Each branch of the tree represents an evolutionary lineage, and the nodes indicate common ancestors. By comparing the DNA sequences of these strains, we can reconstruct their evolutionary history, identifying which ones are closer or more genetically distant, and thus infer characteristics such as virulence or resistance to fungicides,” he reveals.

This knowledge allows researchers to identify patterns of spread and adaptation of the fungus, which is fundamental to developing more effective strategies to contain and/or reduce the damage this fungus causes to Portuguese olive groves.

“One of the challenges of our research is the great genetic diversity of the Colletotrichum,” admits João. “However, by uncovering their evolutionary secrets, we are paving the way for the development of more precise and targeted detection and control methods.”

Photo from left: João Bilro, InnovPlantProtect bioinformatician, studying the phylogeny of the fungus Colletotrichum as part of the AlViGen project; Photo right: Rute Rego and João Bilro discuss ideas about the AlViGen project

The Future of Agriculture Starts Here

The AlViGen Project aims to have a significant impact on the agricultural landscape, especially in the Alentejo, a region with a strong agricultural tradition. By providing farmers with early detection tools and accurate information on the microorganisms that cause crop diseases, the project aims to help with decision-making, enabling farmers to protect their crops and reduce production losses.

“Our ultimate goal is to empower farmers with the knowledge and tools they need to protect their crops sustainably,” says Rute. “We believe that genomic surveillance is a key tool for the future of crop protection.”

João Bilro agrees and adds: “Continuous research is essential to monitor the evolution of harmful microorganisms and develop new control strategies that are always effective. In the future, we hope to expand the scope of AlViGen to include other microorganisms and crops, and make genomic surveillance an accessible tool for all farmers.”

Science at the Service of Agriculture

The AlViGen Project, supported by the Promove Program of the “la Caixa” Foundation, in partnership with Banco BPI and the Foundation for Science and Technology (FCT), is an inspiring example of how science and technology can be applied to solve real problems and transform agriculture. By unlocking the genetic secrets of crop microorganisms, Rute Rego and João Bilro are paving the way for safer, more sustainable and resilient agriculture.

The fight against crop diseases continues, but with AlViGen, farmers can finally see the enemy before it becomes visible.

On May 13th, the project team AI4Leafhopper presented the new application iCountPests, an innovative solution that uses Artificial Intelligence (AI) to detect and count green leafhoppers in chromotropic traps - quickly, accurately and in real time.

Developed as an intuitive mobile application, the iCountPests was designed to facilitate the monitoring of various agricultural pests. With a simple and accessible interface, it allows users to record the evolution of pests in their crops by submitting photographs of the traps installed in the field.

The application uses advanced computer vision models to automatically detect and count insects, delivering results in around a minute - a much faster and more practical process than traditional manual counting.

In its first version, the app already has a model for detecting the green leafhopper (Jacobiasca lybica), achieving an average accuracy of approximately 90%. Functionalities will soon be added to identify other relevant pests, such as curl moth (Cryptoblabes gnidiella) and grape moth (Lobesia botrana).

In addition to automatic counting, the iCountPests makes it possible to monitor the evolution of pest populations over time, making it easier to identify trends and plan more effective interventions.

This project is the result of a multidisciplinary team combining skills in ecology, entomology, artificial intelligence, computer vision, remote sensing and software development, with the aim of making pest monitoring simpler, more accurate and more accessible.

During the presentation session, it was possible to hear the opinions and suggestions of future users of the application. These contributions are essential if we are to continue to improve the tool and ensure that it responds in a practical way to the real needs of farmers and technicians in the sector. We want to develop solutions that evolve with agriculture!

Innovation is at the heart of everything we do and our motto is clear:
“Innovate together, protect better.”

If you want to know more about iCountPests, contact us by email:
📩 apps@iplantprotect.pt

Image credits: InnovPlantProtect

EVENTS

O laboratório colaborativo (CoLAB) InnovPlantProtect (InPP) esteve presente na AgroGlobal 2023, no stand 70, no Centro Nacional de Exposições e Mercados Agrícolas (CNEMA), em Santarém, entre os dias 5 e 7 de setembro de 2023.

No stand, foi possível conhecer melhor a atividade do InPP no âmbito do desenvolvimento de soluções inovadoras de base biológica e digital para a proteção de culturas contra pragas e doenças, incluindo serviços e produtos concretos que o CoLAB já está preparado para oferecer ao setor agrícola e ao mercado.

Alguns dos 44 investigadores esteve no local ao longo dos três dias da feira, para demonstrar ao visitante as várias valências do InPP.

The Department of New Biopesticides, por exemplo, levou agentes de controlo biológico (BCA, na sigla inglesa) – fungos e bactérias em placas de Petri, nomeadamente o fungo Colletotrichum spp., causador da gafa no olival e o fungo Magnaporthe oryzae, which causes pyriculariosis of rice, as well as some BCA that inhibit the M. oryzae. Para além disso, a equipa levou ainda várias espécies de algas em pó, com diferentes cores, como azuis, verdes e vermelhas, que têm estado a ser exploradas para perceber qual a capacidade destas para serem biopesticidas contra fungos e bactérias causadores de doença em várias culturas agrícolas importantes para a agricultura nacional e não só.

The Department of Formulations and Process Development took small alginate capsules with dyes, which encapsulate biological control agents, to exemplify the process of encapsulating active biocontrol agents that the department is working on.

Researchers from the Department of Data Management and Risk Analysis falaram sobre análise de microbioma e desenvolvimento de modelos de risco, e deram a conhecer a AgMeteoStats, a nova aplicação desenvolvida pelo InPP, em colaboração com o Centro Operativo e de Tecnologia de Regadio (COTR), que permite estimar vários parâmetros relevantes para a agricultura, de uma forma que pode ser totalmente controlada pelo utilizador.

In terms of Protection of Specific Crops, foi possível conhecer melhor os serviços laboratoriais que oferecemos, nomeadamente de identificação e diagnóstico molecular, bem como observar plantas de trigo, de tomateiro, de azevém, de trevo-da-pérsia e de choupo em cultura in vitro.

The Department of Pest and Disease Monitoring and Diagnosis presented the projects “ABC - AgriBioCircular”, “MoniTREEng” and “Artificial Intelligence applied to a prediction and early detection system for Phytophthora cinnamomi in dehesa ecosystems”. Also featured were decision support systems based on GIS, spatial databases and web/mobile applications.

Para além de ter stand próprio, o InPP teve também uma presença ativa noutras iniciativas que decorram ao longo dos três dias de feira. No dia 5 de setembro, o diretor executivo do CoLAB, Pedro Fevereiro, e a diretora do departamento de proteção de culturas específicas do InPP, Sandra Correia, participaram no painel “Ferramentas para sistemas de produção mais sustentáveis”, que teve lugar pelas 10h15, e que se integrou no seminário “Tecnologia e Informação na Agricultura – Smart Farm Virtual”, promovido pela Associação Nacional da Indústria para a Proteção das Plantas (Anipla). Pedro Fevereiro e Sandra Correia foram ainda oradores na mesa-redonda “Tecnologia e Informação na Agricultura”, que decorreu pelas 11h30. O evento, organizado ao abrigo do Projeto Smart Farm Hub, do qual o InPP é parceiro, debateu a importância da Biotecnologia para a adaptação das plantas aos desafios inerentes às alterações climáticas, a necessidade de tornar acessível a Agricultura Digital e de Precisão, bem como a relevância da investigação e desenvolvimento de Biopesticidas para o estabelecimento de sistema de produção mais sustentáveis.

O evento teve transmissão via streaming. Pode (re)ver o seminário na íntegra here.

A diretora do departamento de proteção de culturas específicas do InPP participou ainda na mesa-redonda do painel “Desafios do melhoramento genético”, enquadrado no seminário “O Pacto Ecológico Europeu e os Desafios da Agricultura”, organizado pela CONSULAI, e que teve lugar no dia 6 de setembro, a partir das 14h30. Já o diretor executivo do CoLAB esteve presente na mesa-redonda do painel “Desafios para o agricultor”, que teve lugar no mesmo dia, pelas 16h00. As iniciativas decorreram no Auditório Armando Sevinate Pinto do CNEMA.

O evento teve transmissão via streaming. Pode (re)ver o seminário na íntegra here.

Ainda no dia 6 de setembro, Ricardo Ramiro fez a apresentação intitulada “WP InFrass – uma nova vida no solo”, integrada no seminário “Fertilizante orgânico de inseto – um fertilizante de ação global”, organizado pela Agenda Mobilizadora InsectERA, e que decorreu a partir das 15h30, no Auditório Vida Rural. O seminário foi dedicada ao eixo InFrass – uma nova era para os solos, um dos 9 eixos da Insectera, e que visou utilizar os insetos como ferramenta para a criação de novos fertilizantes orgânicos, sustentáveis e de elevada qualidade, adaptados aos desafios agrícolas do futuro.

Videos, photos and presentations were always available on a television, so that visitors could virtually “enter” our house, laboratories, fieldwork, events and other initiatives, as well as chat with the team present to welcome them.

O balanço da participação do CoLAB na AgroGlobal 23 foi positivo, tendo sido capaz de atrair diversos visitantes, sejam profissionais do setor, agricultores e estudantes.

Um ano após a inauguração das suas instalações, o InnovPlantProtect (InPP) promove o primeiro Dia Aberto dedicado às empresas e produtores agrícolas com o objetivo de dar a conhecer a instituição por dentro, o trabalho desenvolvido pelos investigadores, os serviços inovadores já disponibilizados pelo CoLAB, bem como identificar oportunidades de colaboração nas diversas vertentes de intervenção do laboratório colaborativo localizado em Elvas. A iniciativa decorrerá no dia 13 de setembro, entre as 9h30 e as 12h00, na sede na Estação Nacional de Melhoramento de Plantas, pólo do INIAV de Elvas.

O InPP, alinhado com a estratégia definida pela Agência Nacional de Inovação (ANI) para os laboratórios colaborativos (CoLABs), está orientado para a inovação, de modo a contribuir para o aumento da competitividade do tecido produtivo e social, e das empresas em particular. Assim, o InPP prioriza a ligação e cooperação com as empresas e produtores agrícolas. Nesse sentido, o InPP pretende organizar ações de divulgação que promovam uma colaboração mais próxima com as empresas e com as associações de produtores agrícolas.

Os principais objetivos do Dia Aberto são:
1) Dar a conhecer o InPP, a sua equipa de especialistas e as atividades que estão atualmente em curso;

2) Dar a conhecer os produtos que estão a ser desenvolvidos pela equipa e os serviços disponibilizados pelo InPP, desenvolvidos à medida das necessidades dos clientes, sendo ajustados em função da situação específica;

3) Identificar oportunidades de colaboração, a curto, médio e longo prazo, nas diversas vertentes de intervenção do CoLAB (investigação, prestação de serviços, projetos em co-promoção).

A programação incluí uma sessão de abertura e de apresentação geral do InPP, uma visita aos nossos laboratórios, às câmaras de crescimento e estufa recuperada recentemente e um almoço volante.

Em relação aos produtos que desenvolvemos, os biopesticidas são um dos exemplos que vai poder descobrir. Neste contexto, o InPP tem já um pedido de patente definitiva e patentes provisórias para dois produtos, um contra o fogo bacteriano e outro contra a piriculariose do arroz.

No âmbito das suas capacidades, o InPP desenvolve um conjunto de serviços que disponibiliza às empresas, que vão desde a identificação de pragas e doenças à identificação genética de variedades e a caracterização do microbioma de solos e de organismos. Estamos ainda em condições de oferecer serviços de análise química dos solos e o desenvolvimento de plataformas digitais para diversas finalidades agrícolas, incluindo-se a visualização e análise de dados de imagem.

O InPP desenvolve também plataformas digitais de vários tipos, propondo-se criar um hub agro-digital para a gestão, análise e utilização de dados agronómicos, e desenvolve ainda modelos de previsão e progressão de pragas e doenças, recorrendo entre outras tecnologias à inteligência artificial.

O InPP é um laboratório colaborativo que visa desenvolver, até ao nível de prontidão tecnológico (TRL 6), soluções bio inspiradas e digitais inovadoras para proteger as culturas e produtos pós-colheita contra pragas e doenças e promover modos de produção agrícola mais seguros, inteligentes e produtivos, ajustáveis às variações introduzidas pelas mudanças climáticas e mais ambientalmente sustentáveis.

As inscrições já estão abertas e podem ser efetuadas através do preenchimento do formulário disponível here, até ao dia 11 de setembro.

Não perca esta oportunidade única de ficar a conhecer-nos, trocar experiências e de juntos identificarmos oportunidades de colaboração e de estabelecermos parcerias para o futuro. Marque na sua agenda e junte-se a nós no Dia Aberto Para Empresas e Produtores Agrícolas! Teremos todo o gosto em recebê-lo/a!

No passado dia 25 de agosto, o diretor executivo do InnovPlantProtect (InPP), Pedro Fevereiro, e a diretora do departamento de Novos Biopesticidas, Cristina Azevedo, estiveram no Dia Aberto dedicado ao tema “Os cereais no Baixo Mondego”, organizado pelo Pólo de Inovação de Coimbra da Direção Regional de Agricultura e Pescas do Centro (DRAPCentro), e que teve lugar no Campo do Bico da Barca, em Montemor-o-Velho. A iniciativa pretendeu dar a conhecer o que de mais inovador se tem feito ao nível da cultura deste cereal.

Durante o Dia Aberto, que contou com a colaboração de várias entidades e empresas ligadas aos vários setores das culturas cerealíferas, os participantes visitaram vários campos de arroz, onde estão a decorrer diversos ensaios para selecionar novas variedades deste cereal, entre elas a Guadiagran, Caravela e Lusitano, e tiveram ainda a oportunidade de ficar a conhecer os campos de divulgação nos quais estão a ser testados bioestimulantes de absorção das folhas no arroz, variedades de arroz tolerantes aos herbicidas para o controle do arroz bravo e alternância e sequência de cereais e leguminosas, bem como a ser aplicados bioestimulantes no milho.

Os visitantes poderam constatar o trabalho que tem sido realizado pelo Instituto Nacional de Investigação Agrária e Veterinária (INIAV) no programa de melhoramento do arroz, em colaboração com o COTArroz, a DRAPCentro, a Lusosem and BASF, bem como os ensaios que a instituição tem realizado para avaliar o comportamento agronómico das cultivares e determinar o seu rendimento industrial.

A importância das parcerias e colaborações, não só com as empresas mas com instituições como o InPP, foi também reforçada, tendo sido destacado o ensaio de testagem do novo produto que o laboratório colaborativo está a desenvolver contra o fungo causador da doença da piriculariose do arroz, e que iniciou no passado mês de julho e terminou a 1 de setembro.