Boom demografico e crisi della catena alimentare: come le biotecnologie sostengono l'agricoltura 

Secondo una proiezione delle Nazioni Unite, entro il 2030 la popolazione mondiale raggiungerà gli 8,5 miliardi (1). Un boom demografico che, per essere supportato, necessita di approcci innovativi nel settore agricolo che garantiscano la sicurezza e la protezione alimentare, portando avanti al contempo pratiche sostenibili.

Secoli di coltivazioni e allevamenti hanno affinato i nostri attuali metodi agricoli, ma le sfide del 21° secolo sono uno stress test non indifferente. Fattori ambientali come il degrado del suolo, la scarsità d'acqua e il cambiamento climatico rappresentano una minaccia significativa per la produzione mondiale. Inoltre, parassiti e malattie sempre più diffuse mettono a rischio sia le colture che il bestiame.

Come si può continuare a sfamare un mondo sempre più popoloso, in modo sostenibile e con un accesso alle risorse naturali (terra e acqua) limitato?

La riduzione delle risorse naturali è inversamente proporzionale alla crescita demografica della popolazione. Il rompicapo che il settore agricolo deve risolvere ha dimensioni ciclopiche: produrre di più e meglio, con meno risorse. Idealmente, aumentando la produttività del terreno, utilizzando meno acqua e riducendo l'utilizzo di pesticidi.

Fortunatamente, gli agricoltori hanno un alleato importante: le biotecnologie, che offrono soluzioni innovative per lo sviluppo di pratiche agricole sostenibili che non solo migliorano la produzione alimentare, ma aumentano il valore nutrizionale di ciò che si produce e proteggono il nostro approvvigionamento alimentare. Le scopriamo assieme.

Agricoltura e biotecnologie

Per gran parte della storia dell'agricoltura i programmi di coltura e allevamento hanno comportato la selezione di caratteristiche "desiderabili" per aumentare la resa, la qualità e la resilienza dei prodotti alimentari. Nell'era delle biotecnologie, gli agricoltori stanno rivoluzionando questa pratica con l'aiuto delle tecnologie di clonazione e CRISPR.

La clonazione, ad esempio, consente di produrre organismi geneticamente identici e viene utilizzata per preservare colture ad alto rendimento o resistenti alle malattie. Attraverso la clonazione gli agricoltori e gli scienziati riescono a svolgere una duplice funzione: garantire la riproduzione nel tempo dei tratti "desiderabili" e, allo stesso tempo, costruire una biblioteca genetica di tutte le caratteristiche indispensabili.

Agricoltori e scienziati utilizzano poi la tecnologia CRISPR-Cas9 per modificare geneticamente tratti e innestare questi tratti in colture o bestiame. Alcuni esempi sono la nascita di bovini geneticamente modificati per ridurre le emissioni di metano, o una varietà riso in grado di produrre chicchi più grandi del 30% rispetto alle varietà non modificate (3, 4).

Le biotecnologie sono di supporto alla ricerca agricola anche nell'ambito della sicurezza alimentare. Uno dei loro contributi più apprezzati è l'uso della genomica per rilevare la presenza di agenti patogeni e prevenire quindi la comparsa di malattie di origine alimentare. La genomica, e in particolare il sequenziamento di nuova generazione, svolge un ruolo fondamentale nel consentire l'identificazione rapida e precisa dei microrganismi che causano malattie (5).

Un'altra applicazione biotecnologica in questo campo è l'identificazione genetica, utile per verificare l'autenticità degli alimenti. Esistono tecniche in grado di identificare marcatori del DNA specie-specifici per rilevare sostituzioni o alterazioni nella qualità degli alimenti (6). Lo screening genetico può venire utilizzato anche per confermare la presenza di organismi geneticamente modificati (OGM), venendo incontro sia alle preferenze dei consumatori sia ai requisiti normativi.

Come Promega può aiutare in ambito sicurezza alimentare

Promega fornisce tecnologie come i kit Wizard® Magnetic DNA Purification System for Food e Maxwell® RSC PureFood GMO and Authentication, per supportare i produttori agricoli nel garantire la sicurezza e l'autenticità degli alimenti. Un processo imprescindibile che garantisce la conformità alle normative sugli OGM, aumentando di conseguenza la fiducia e la sicurezza dei consumatori.

Mentre il kit Wizard® consente l'isolamento manuale, rapido e affidabile del DNA da una vasta gamma di fonti alimentari, il kit Maxwell® RSC PureFood automatizza la purificazione del DNA, facilitando i test su autenticità e sicurezza degli alimenti. Progettati per essere di semplice utilizzo, flessibili e scalabili, i nostri sistemi Maxwell automatizzati sono in grado di processare fino a 16 o 48 campioni contemporaneamente, aiutando il settore agricolo nell'assicurare una fornitura di cibo sicura e affidabile e preservando la filiera alimentare globale.

In conclusione, l'aumento della popolazione mondiale spinge verso metodi agricoli che incrementino la produzione alimentare senza compromettere l'ambiente o la salute dei consumatori. Le biotecnologie e i programmi di clonazione sono preziosi perché aumentano la resa delle colture e la resistenza a parassiti, malattie e sfide climatiche. Migliorando la resilienza delle colture, l'autenticità e la sicurezza degli alimenti e promuovendo pratiche sostenibili, le biotecnologie supportano il settore agricolo e tutelano l'intera catena alimentare.

 

Fonti:

1. United Nations Department of Economic and Social Affairs. (2022). World population to reach 8 billion on 15 November 2022.
2. Pawlak, K. & Kolodziejczak, M. (2020). The Role of Agriculture in Ensuring Food Security in Developing Countries: Considerations in the Context of the Problem of Sustainable Food Production. Sustainability, 12(13), 5488.
3. Xu, R., Yang, Y., & Qin, R.(2016). Rapid improvement of grain weight via highly efficient CRISPR/Cas9-mediated multiplex genome editing in rice. Journal of Genetics and Genomics, 43(8), 1673-8527.
4. Gonzales-Recio, Lopez-Paredes, & J., Ouatachar, L. (2020). Mitigation of greenhouse gases in dairy cattle via genetic selection: 2. Incorporating methane emissions into the breeding goal. Journal of Dairy Science, 103(8), 7210-7211.
5. American Society for Microbiology. (2021). Tracking pathogens via next-generation sequencing. ASM Magazine, Spring 2021 Issue.
6. Vierira, M., Faustino, M., & Laurenco, T. (2022). DNA-Based Tools to Certify Authenticity of Rice Varieties—An Overview. Foods, 11(3), 258.

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