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Agricoltura moderna
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Abbiamo parlato con BioConsortia, un'azienda biotecnologica agricola con sede a Davis, California, che utilizza un modo recentemente brevettato per identificare la combinazione specifica di microbi vegetali per aiutare a migliorare i raccolti nel mais, Grano, e soia. Dice che entro il 2017 sarà in grado di commercializzare i suoi primi trattamenti per le sementi contenenti la combinazione di microbi che consentirebbe a una pianta di utilizzare meno fertilizzante pur ottenendo rese comparabili.
La tecnologia sembra quella che potrebbe fare un coltivatore di piante se collaborasse con un microbiologo sulla velocità.
Uno scettico sottolinea che può essere difficile coltivare e produrre in serie un tale gruppo di microbi in laboratorio, quindi non è un affare fatto. Anche altre aziende, come Novozymes e Monsanto, stanno lavorando con i microbi. Se tutto va a buon fine, potrebbe cambiare il volto dell'agricoltura come la conosciamo fornendo agli agricoltori un'alternativa naturale al mais geneticamente modificato, soia, e grano.
Il processo, soprannominato Advanced Microbial Selection (AMS), ha ispirato Khosla Ventures a investire milioni in due round di finanziamento di ricerca e sviluppo di BioConsortia negli ultimi quattro anni. AMS scova il "dream team" di ogni raccolto di cinque o sette microbi, o organismi microscopici, che lavorano insieme per stimolare la crescita di una pianta. (Questi microbi vivono sia all'interno della pianta che nel terreno.)
La tecnologia sembra quella che potrebbe fare un coltivatore di piante se collaborasse con un microbiologo sulla velocità.
“Ribalta il modello tradizionale – in cui i microbiologi testano i microbi uno per uno – ” afferma Marcus Meadows-Smith, CEO di BioConsortia. Un dirigente biotecnologico seriale con un background in economia e genetica, Meadows-Smith è entrato a far parte di BioConsortia dopo un periodo come capo della divisione di gestione biologica dei parassiti di Bayer.
Ecco come funziona il processo (che è stato brevettato il mese scorso), secondo Meadows-Smith:Primo, gli scienziati cercano le piante più performanti che vivono in una varietà di ambienti del suolo in tutto il mondo, compresi quelli stressati dalla siccità, deserto, freddo, e condizioni di bagnato. Quindi conducono il sequenziamento del DNA delle piante e dei terreni per determinare quali tipi di microbi sono presenti.
Prossimo, di nuovo nelle camere di crescita della California di Bioconsortia, radicano queste piante nei loro terreni originali, poi in terreni normali e stressati. Dopo aver osservato quali piante prosperano e quali stanno male, conducono un altro ciclo di sequenziamento del DNA nelle piante e nei terreni circostanti. Lo scopo è identificare tutti i microbi in giro. Alcuni aiutano ad accelerare la crescita rendendo i nutrienti più accessibili, mentre altri possono difendersi dagli agenti patogeni che potrebbero essere presenti. (Pensa al gruppo come se fosse lì per aiutare e proteggere, come un entourage di celebrità di assistenti personali e guardie del corpo.)
Osservando da vicino quell'entourage di microbi (conosciuti collettivamente come il microbioma della pianta), e confrontare quali microbi specifici sono presenti nelle piante che stanno andando bene con quelli che stanno andando peggio, BioConsortia afferma di poter individuare il "dream team" di ogni coltura per ogni ambiente del suolo testato.
"Stiamo cercando quella combinazione unica per mantenere le piante sane, anche con la capacità di riprendersi dalla siccità e allontanare gli effetti di un agente patogeno, "Meadows-Smith ha detto. “I microbi benefici non sono stati documentati nel corso degli anni, rispetto ai patogeni”.
Ad oggi, l'azienda ha eseguito esperimenti su mais, semi di soia, e grano. È nel suo secondo anno di prove sul campo indipendenti/di terze parti che stanno testando i trattamenti delle sementi (compresi i "dream team" microbici) che ha prodotto per queste colture.
Ma anche se Meadows-Smith afferma che il primo anno di prove sul campo mostra che il suo approccio aumenta la resa del 6% (rispetto a una media di un aumento della resa <2% per un approccio geneticamente modificato o ibrido) e un aumento a due cifre nelle colture stressate, ha rifiutato di mostrare i risultati o di fornire maggiori dettagli a Contadino moderno , citando accordi di riservatezza.
Meadows-Smith afferma che le varietà migliorate includono il mais che produce raccolti maggiori, utilizzare il fertilizzante in modo più efficiente, e sono più tolleranti alla siccità, così come il grano e la soia che producono di più. Nei prossimi mesi, BioConsortia avvierà i test sul campo per pomodori e verdure a foglia.
"L'utilizzo di microrganismi è sicuramente la via del futuro in quanto è più sostenibile dal punto di vista ambientale [rispetto all'utilizzo di sostanze chimiche], "dice Kari Dunfield, un professore di ecologia del suolo presso l'Università di Guelph in Ontario, che studia come le pratiche agricole influenzano le comunità microbiche nei suoli. “L'approccio ha senso, poiché sappiamo che i microrganismi interagiscono tra loro e sono sinergici”.
Ma l'esperto esprime alcune riserve sul processo di BioConsortia. "Sappiamo che è ancora molto difficile coltivare quegli organismi in laboratorio, così quel passo sarà difficile, "Dunfield dice. “Una cosa è sapere quali organismi ci sono con il DNA, ma quando hai il DNA non ne hai abbastanza per far crescere l'organismo, quindi questo è il meccanismo di limitazione della velocità".
Sottolinea inoltre che poiché i microbi sono organismi viventi, sono imprevedibili, il che aggiunge un aspetto più complesso alla produzione rispetto al lavoro con i prodotti chimici. “Quando vendi una miscela [di microbi], devi assicurarti che non siano in competizione tra loro quando lo vendi all'agricoltore".
Tra qualche anno, Meadows-Smith vuole utilizzare il metodo Advanced Microbial Selection per affrontare la sicurezza alimentare per una popolazione mondiale in crescita.
Ma Meadows-Smith insiste sul fatto che l'approccio di BioConsortia potrebbe far risparmiare milioni di dollari. Dice che occorrono 25 milioni di dollari per portare sul mercato un trattamento microbico per le sementi, $ 60 milioni per fare lo stesso per un biopesticida (a causa del processo di registrazione globale), e $ 135 milioni per tratti geneticamente modificati (secondo Peter W.B. Phillips, professore di politiche pubbliche all'Università del Saskatchewan).
Advanced Microbial Selection può anche accelerare la fase di ricerca, Meadows-Smith afferma, in modo che i prodotti possano arrivare sul mercato in circa cinque anni, rispetto alla stima di DuPont dei 13 anni necessari alle colture geneticamente modificate per arrivare sul mercato.
"C'è una lunga fase di ricerca e sviluppo [per le colture GM], seguito da prove sul campo, moltiplicazione di campo, e registrazione, " Egli ha detto.
Meadows-Smith afferma che gli scienziati hanno avuto l'idea per la prima volta cinque anni fa presso BioDiscovery (società sussidiaria di BioConsortia in Nuova Zelanda) mentre conducevano ricerche a contratto per aziende come Syngenta, Monsanto, e Bayer. “Hanno avuto sessioni di brainstorming per trovare modi per migliorare la velocità e l'efficienza del loro processo di scoperta, "Meadows-Smith ha detto. "È stato a tal fine che hanno avuto la svolta per pensare a questo come un fenotipo vegetale (o una questione di selezione delle piante) e una soluzione piuttosto che una questione microbica".
Cita numeri più drammatici:la società ne proietta 100, 000 microbi in nove mesi, lui dice, mentre un approccio convenzionale richiederebbe dai tre ai quattro anni.
BioConsortia vuole vendere ai distributori i trattamenti microbici delle sementi (che vengono applicati direttamente al seme). Se tutto va bene con il secondo anno di prove sul campo, Meadows-Smith afferma che un trattamento delle sementi biofertilizzante, che richiederebbe meno fertilizzante per rese comparabili, sarà commercializzato entro il 2017.
Ma non pensa che l'approccio sostituirà necessariamente altri metodi, come la modificazione genetica, su tutta la linea.
Attualmente, l'azienda si sta concentrando sul mercato europeo e nordamericano. Prossimo, Meadows-Smith afferma di voler espandere gli sforzi di BioConsortia in America Latina, Brasile e Argentina.
E tra qualche anno, vuole utilizzare il metodo Advanced Microbial Selection per affrontare la sicurezza alimentare per una popolazione mondiale in crescita, qualcosa che si prevede sarà un problema nei prossimi decenni, a causa degli stress sull'ambiente, tra cui la siccità, mancanza di terra arabile per coltivare quantità sufficienti di cibo, inquinamento ambientale, e cambiamento climatico.
Meadows-Smith afferma che l'approccio di BioConsortia può sviluppare colture in grado di creare raccolti più raccolti, depositare più proteine nel grano, o selezionare per un microbioma che migliorerà il contenuto di zucchero delle piante.
"Tra qualche anno vorremmo lavorare su [applicandolo alla] manioca, un carboidrato fondamentale per molte parti dell'Africa, " Egli ha detto.
