Numerosi fattori sfavorevoli hanno un impatto negativo sui raccolti, il che ti fa chiedere qual è il contributo della biotecnologia per migliorare l’efficienza della produzione agricola in questo momento? Dopotutto, le piante coltivate tenere hanno maggiori probabilità di soffrire di:
- roditori;
- erbacce;
- nematodi;
- insetti nocivi;
- virus;
- batteri;
- funghi fitopatogeni;
- condizioni climatiche avverse;
- erosione del suolo.
L’importanza della biotecnologia nella produzione agricola
La biotecnologia non può più essere eliminata nella moderna produzione agricola a causa della crescita della popolazione e dei suoi bisogni. Ci sono due principali aree di utilizzo della biotecnologia nella produzione agricola:
- modificazione genetica mediante l’introduzione di geni da organismi alieni, che si traduce in oggetti geneticamente modificati (OGM );
- appello alle riserve naturali – l’uso di estratti di funghi e piante, microrganismi altamente produttivi, ecc.
La scienza ha sviluppato diversi farmaci in grado di risolvere vari problemi di cui soffrono i produttori agricoli. In base alla destinazione d’uso, i prodotti biologici possono essere classificati in:
- regolatori di crescita delle piante;
- prodotti fitosanitari;
- agenti di miglioramento della resa.
Nonostante la promozione attiva dei prodotti OGM, i paesi economicamente sviluppati non hanno fretta di espandere il proprio consumo e preferiscono l’uso di biotecnologie (metodi biologici di esposizione) che utilizzano microrganismi. Sebbene molte aziende utilizzino OGM in tutto il mondo, non solo nella produzione agricola, ma anche in altre aree di attività.
Metodi fitosanitari
I modi biotecnologici per proteggere le piante agricole da fattori dannosi sono:
- varietà riproduttive resistenti a fattori avversi;
- l’uso di agenti chimici di controllo (erbicidi, pesticidi, raticidi, insetticidi, nematocidi, fungicidi);
- metodi di controllo biologico dei parassiti basati sull’uso dei loro parassiti e nemici naturali o sostanze tossiche rilasciate dagli organismi viventi.
Video sulla biotecnologia nella produzione agricola
Aumento della produttività degli impianti
Questo è un compito altrettanto importante, tra cui:
- aumentare la produttività della cultura;
- aumentandone il valore nutrizionale;
- varietà riproduttive che possono crescere in zone paludose o aride, su suoli salini.
L’obiettivo è quello di aumentare l’efficienza energetica dei processi che avvengono nei tessuti vegetali (assorbimento di energia luminosa, anidride carbonica, metabolismo salino).
Le più importanti direzioni di sviluppo della biotecnologia nella produzione agricola
Produzione tradizionale di nuove varietà mediante ibridazione mediante ibridazione, mutazioni indotte e spontanee. I metodi di allevamento basati sull’ingegneria cellulare e genetica stanno già cominciando ad essere introdotti. Ad esempio, con l’aiuto dell’ingegneria genetica, dovrebbe sviluppare associazioni simbiotiche per le piante che consentano loro di fissare l’azoto. Gli scienziati sono già riusciti a isolare e clonare i geni sim che sono responsabili della formazione di legami simbiotici tra la pianta ospite e il fissatore di azoto nodulo. Cioè, grazie ai metodi dell’ingegneria genetica, è possibile insegnare alle piante a saturare il terreno con l’azoto.
- C’è un altro compito interessante: trasformare i protoplasti delle piante con l’aiuto del DNA.
- Sono in fase di sviluppo metodi per il trasferimento interspecifico di geni asm che rendono le piante resistenti alla siccità, al freddo, al caldo e alla salinità del suolo.
- Sono in corso lavori per correggere i geni cfx che regolano l’assorbimento di anidride carbonica da parte della pianta, il cui scopo è quello di aumentare l’efficienza della conversione biologica della radiazione luminosa.
- L’allevamento di piante resistenti agli erbicidi consentirà di utilizzarle per controllare le erbe infestanti direttamente nei campi in cui crescono le piante coltivate. Ma qui il problema è che un’overdose di erbicidi influisce negativamente sull’intero ecosistema.
- Ci sono un certo numero di piante che sono gravemente colpite dai nematodi. Si propone di introdurre in essi geni che costringeranno le cellule radicali delle piante a riprodurre i nematocidi. Ma quest’ultimo non dovrebbe essere tossico per la microflora radicale benefica.
Esempi di realizzazioni reali nel campo delle biotecnologie
- La biotecnologia nella produzione agricola australiana attraverso la coltivazione di cloni cellulari in vitro ha permesso lo sviluppo di eucalipti (alberi della gomma rossa) che possono crescere su terreno salino. Il calcolo si basa sul fatto che le radici degli alberi di eucalipto pomperanno l’acqua dal suolo e abbasseranno il livello delle acque sotterranee saline. A causa di ciò, la salinità degli strati superiori del suolo dovrebbe diminuire e i flussi di acqua piovana dovranno spostare il sale negli strati più profondi.
- Da un clone cellulare in Malesia è stata coltivata una palma da olio, che è più resistente ai fitopatogeni e produce il 20-30% in più di olio.
- La clonazione cellulare, lo screening cellulare e la successiva rigenerazione di piante da cloni selezionati saranno una tecnica importante per migliorare le specie arboree (ad es. conifere) che crescono a latitudini temperate.
- Le piante cresciute da tessuti o cellule del merisistema ora decorano gli scaffali sotto forma di fragole, asparagi, cavolfiori e cavoletti di Bruxelles, ananas, pesche, banane, ecc.
Gli scienziati sperano di sconfiggere le malattie virali delle piante con l’aiuto della clonazione. Sono stati sviluppati metodi che consentono di ottenere rigeneranti vegetali dalle gemme apicali. Successivamente, tra gli esemplari rigenerati, viene effettuato l’abbattimento: vengono selezionati individui ottenuti da cellule non infette. Tale abbattimento richiede una diagnosi precoce della malattia, che si ottiene mediante immunodiagnostica utilizzando sonde DNA/RNA o anticorpi monoclonali. Per la loro implementazione sono necessarie preparazioni purificate dei virus stessi o dei loro importanti componenti strutturali.
La clonazione cellulare è un meccanismo molto promettente non solo per ottenere nuove varietà, ma anche per la coltivazione industriale dei prodotti. Se le condizioni di coltivazione sono adeguatamente preparate, ad esempio trovando la proporzione ottimale di fitormoni, allora in queste condizioni le cellule isolate saranno più produttive delle piante stesse. L’immobilizzazione di protoplasti o cellule vegetali spesso causa un aumento della loro capacità di sintesi.