Nous avons discuté avec BioConsortia, une société de biotechnologie agricole dont le siège est à Davis, Californie, qui utilise un moyen récemment breveté pour identifier la combinaison spécifique de microbes végétaux pour aider à améliorer les rendements des cultures de maïs, blé, et le soja. Il dit que d'ici 2017, il sera en mesure de commercialiser ses premiers traitements de semences contenant le combo microbien qui permettrait à une plante d'utiliser moins d'engrais tout en obtenant des rendements comparables.
La technologie ressemble à ce qu'un phytogénéticien pourrait faire s'il collaborait avec un microbiologiste sur la vitesse.
Un sceptique souligne qu'il peut être difficile de cultiver et de produire en masse un tel groupe de microbes en laboratoire, ce n'est donc pas une affaire conclue. D'autres entreprises, telles que Novozymes et Monsanto, travaillent également avec des microbes. Si tout se passe bien, il pourrait changer le visage de l'agriculture telle que nous la connaissons en offrant aux agriculteurs une alternative naturelle au maïs génétiquement modifié, soja, et le blé.
Le processus, surnommé Advanced Microbial Selection (AMS), a inspiré Khosla Ventures à investir des millions dans deux cycles de financement de la R&D de BioConsortia au cours des quatre dernières années. AMS recherche l'« équipe de rêve » de chaque culture composée de cinq à sept microbes, ou des organismes microscopiques, qui travaillent ensemble pour stimuler la croissance d'une plante. (Ces microbes vivent à la fois dans la plante et dans le sol.)
La technologie ressemble à ce qu'un phytogénéticien pourrait faire s'il collaborait avec un microbiologiste sur la vitesse.
« Cela renverse le modèle traditionnel - où les microbiologistes testent les microbes un par un - sur sa tête, », déclare Marcus Meadows-Smith, PDG de BioConsortia. Un cadre supérieur en biotechnologie avec une formation en commerce et en génétique, Meadows-Smith a rejoint BioConsortia après un passage à la tête de la division de lutte biologique contre les ravageurs de Bayer.
Voici comment fonctionne le processus (qui vient d'être breveté le mois dernier), selon Meadows-Smith :Premièrement, les scientifiques recherchent les plantes les plus performantes vivant dans une variété d'environnements pédologiques à travers le monde, y compris ceux stressés par la sécheresse, désert, froid, et des conditions humides. Ensuite, ils effectuent un séquençage de l'ADN des plantes et des sols pour déterminer quels types de microbes sont présents.
Prochain, de retour dans les chambres de croissance californiennes de Bioconsortia, ils enracinent ces plantes dans leurs sols d'origine, puis dans les sols normaux et stressés. Après avoir observé quelles plantes poussent et lesquelles se portent mal, ils effectuent un autre cycle de séquençage de l'ADN dans les plantes et les sols environnants. Le but est d'identifier tous les microbes qui traînent. Certains aident à accélérer la croissance en rendant les nutriments plus accessibles, tandis que d'autres peuvent se défendre contre les agents pathogènes qui pourraient être présents. (Pensez au groupe comme étant là pour aider et protéger - comme un entourage de célébrités d'assistants personnels et de gardes du corps.)
En examinant de près cet entourage de microbes (collectivement connu sous le nom de microbiome de la plante), et comparer quels microbes spécifiques sont présents dans les plantes qui se portent bien avec ceux qui s'en sortent le moins bien, BioConsortia dit qu'il peut déterminer "l'équipe de rêve" de chaque culture pour chaque environnement de sol testé.
"Nous recherchons cette combinaison unique pour garder les plantes en bonne santé - même avec la capacité de se remettre de la sécheresse et d'éviter les effets d'un agent pathogène, », a déclaré Meadows-Smith. "Les microbes bénéfiques n'ont pas été documentés au fil des ans, par rapport aux agents pathogènes.
À ce jour, l'entreprise a réalisé des expériences sur le maïs, soja, et le blé. C'est dans sa deuxième année d'essais sur le terrain indépendants/tiers qui testent les traitements de semences (comprenant les « équipes de rêve » microbiennes) qu'il a fabriqués pour ces cultures.
Mais même si Meadows-Smith dit que la première année d'essais sur le terrain montre que son approche augmente le rendement de 6 pour cent (par rapport à une augmentation moyenne de moins de 2 pour cent du rendement pour une approche génétiquement modifiée ou hybride) et une augmentation à deux chiffres dans les cultures stressées, il a refusé de montrer les résultats ou de fournir plus de détails à Fermier moderne , citant des accords de confidentialité.
Meadows-Smith dit que les variétés améliorées comprennent le maïs qui produit de meilleurs rendements, utiliser les engrais plus efficacement, et sont plus tolérants à la sécheresse, ainsi que le blé et le soja qui produisent plus. Dans les mois à venir, BioConsortia commencera des tests sur le terrain pour les tomates et les légumes à feuilles.
« L'utilisation de micro-organismes est définitivement la voie de l'avenir car elle est plus durable sur le plan environnemental [par rapport à l'utilisation de produits chimiques], " dit Kari Dunfield, professeur d'écologie des sols à l'Université de Guelph en Ontario, qui étudie comment les pratiques agricoles affectent les communautés microbiennes dans les sols. « La démarche a du sens, car nous savons que les micro-organismes interagissent les uns avec les autres et sont synergiques.
Mais l'expert exprime quelques réserves sur le processus de BioConsortia. « Nous savons qu'il est encore très difficile de faire pousser ces organismes en laboratoire, donc cette étape sera délicate, », dit Dunfield. "C'est une chose de savoir quels organismes sont là avec l'ADN, mais quand vous avez l'ADN, vous n'en avez pas assez pour faire croître l'organisme, c'est donc le mécanisme de limitation du débit.
Elle souligne également que puisque les microbes sont des organismes vivants, ils sont imprévisibles, ce qui ajoute un aspect plus complexe à la production par rapport au travail avec des produits chimiques. « Quand vous vendez un mélange [de microbes], vous devez vous assurer qu'ils ne se concurrencent pas lorsque vous le vendez à l'agriculteur.
Dans quelques années, Meadows-Smith souhaite utiliser la méthode de sélection microbienne avancée pour assurer la sécurité alimentaire d'une population mondiale croissante.
Mais Meadows-Smith insiste sur le fait que l'approche de BioConsortia pourrait économiser des millions de dollars. Il dit qu'il faut 25 millions de dollars pour mettre sur le marché un traitement microbien des semences, 60 millions de dollars pour faire de même pour un biopesticide (en raison du processus d'enregistrement mondial), et 135 millions de dollars pour le caractère génétiquement modifié (selon Peter W.B. Phillips, professeur de politique publique à l'Université de la Saskatchewan).
La sélection microbienne avancée peut également accélérer la phase de recherche, Meadows-Smith prétend, afin que les produits puissent arriver sur le marché dans environ cinq ans, par rapport à l'estimation de DuPont des 13 ans qu'il faut aux cultures génétiquement modifiées pour arriver sur le marché.
« Il y a une longue phase de R&D [pour les cultures GM], suivi d'essais sur le terrain, multiplication des champs, et inscription, " il a dit.
Meadows-Smith dit que les scientifiques ont eu l'idée pour la première fois il y a cinq ans chez BioDiscovery (filiale de BioConsortia en Nouvelle-Zélande) alors qu'ils menaient des recherches sous contrat pour des entreprises comme Syngenta, Monsanto, et Bayer. « Ils ont eu des séances de remue-méninges pour trouver des moyens d'améliorer la vitesse et l'efficacité de leur processus de découverte, », a déclaré Meadows-Smith. "C'est à cette fin qu'ils ont eu la percée de considérer cela comme un phénotype végétal (ou une question de sélection végétale) et une solution plutôt qu'une question microbienne."
Il cite des chiffres plus dramatiques :la société en filtre 100, 000 microbes en neuf mois, il dit, alors qu'une approche conventionnelle prendrait trois à quatre ans.
BioConsortia souhaite vendre les traitements microbiens des semences (qui sont appliqués directement sur les semences) à des distributeurs. Si tout se passe bien avec la deuxième année d'essais sur le terrain, Meadows-Smith dit qu'un traitement de semences par biofertilisant - un traitement qui nécessiterait moins d'engrais pour des rendements comparables - sera commercialisé d'ici 2017.
Mais il ne pense pas que l'approche remplacera nécessairement d'autres méthodes - telles que la modification génétique - à tous les niveaux.
Actuellement, la société se concentre sur le marché européen et nord-américain. Prochain, Meadows-Smith dit qu'il veut étendre les efforts de BioConsortia à l'Amérique latine, Brésil et Argentine.
Et dans quelques années, il souhaite utiliser la méthode de sélection microbienne avancée pour aborder la sécurité alimentaire d'une population mondiale croissante - quelque chose qui devrait être un problème dans les décennies à venir compte tenu des pressions exercées sur l'environnement, notamment la sécheresse, manque de terres arables pour cultiver des quantités suffisantes de nourriture, pollution environnementale, et le changement climatique.
Meadows-Smith dit que l'approche de BioConsortia peut développer des cultures qui peuvent créer un rendement plus récoltable, déposer plus de protéines dans le blé, ou sélectionnez un microbiome qui améliorera la teneur en sucre des plantes.
« Dans quelques années, nous aimerions travailler sur [applying this to] manioc, un glucide de base pour de nombreuses régions d'Afrique, " il a dit.
