Áp lực nhân giống các loại cây trồng ‘thông minh với khí hậu’ – từ lúa mì chịu mặn đến cà chua chịu nhiệt – đang gia tăng khi nông dân phải đối mặt với tình trạng đất nhiễm mặn ngày càng tăng, nhiệt độ cao hơn và thời gian thất bại thường xuyên hơn. Việc nhân giống cây trồng truyền thống có thể phải mất hàng thập kỷ mới có kết quả, trong khi cây trồng khi chuyển gen lại phải gặp một số rào cản pháp lý và văn hóa.
Hải trong số 10 công ty khởi nghiệp được chọn từ hơn 600 ứng viên tham gia nhóm tăng tốc tác động GROW của AgFunder năm 2023 đang áp dụng các phương pháp tiếp cận mà họ tin rằng có thể cung cấp nhanh chóng quá trình giống các loại cây trồng thích hợp với khí hậu vừa tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình quản lý của họ.
OlsAro (Thụy Điển) đang hỗ trợ phát triển các loại cây trồng thích ứng với khí hậu bằng cách sử dụng tính năng phát hiện trạng thái được hỗ trợ bởi AI; trong khi Amatera (Pháp) đang đẩy mạnh nhân giống các loại cây lâu năm thích ứng với khí hậu trong đó có cà phê .
Ryan Lee , cộng tác viên tại AgFunder và là thành viên tuyển tuyển của GROW cho biết : “ Trước đây, công nghệ sinh học thực vật tập trung chủ yếu vào việc nâng cao năng suất, mùi vị và đặc tính cảm quan khác ”. “Ngày nay, người ta ngày càng chú ý đến công việc ‘khả năng phục hồi khí hậu’ như một yếu tố quan trọng để đối phó với các công thức sắp xếp để làm biến đổi khí hậu.”
Amatera: Robusta, trừ vị đắng; và Arabica, trừ caffeine
Được đồng sáng lập vào tháng 5 năm 2022 bởi Omar Dekkiche (CEO) và Tiến sĩ Lucie Kriegshauser, hai người đã gặp nhau thông qua Entrepreneur First, một nền tảng tập hợp những người sáng lập trong nhiều lĩnh vực, nền tảng nhân giống cây trồng và khám phá đặc tính tăng tốc của Amatera “ có tiềm năng phát triển nhiều loại cây trồng thích ứng với khí hậu hơn và tiếp cận thị trường nhanh hơn (các công ty sử dụng) phương pháp nhân giống truyền thống ,” Ryan Lee của AgFunder tuyên bố.
Mục tiêu đầu tiên của công ty khởi nghiệp có trụ sở tại Paris là cà phê, đồ được tiêu thụ nhiều thứ hai trên thế giới, một loại cây trồng đang thu hút sự chú ý đáng kể trong lĩnh vực công nghệ nông nghiệp thực sản phẩm khi biến đổi khí hậu tác động tiêu cực đến năng suất và làm giảm diện tích đất canh tác .
Hiện tại, Amatera có hai chương trình nhân giống. Đầu tiên là giống Robusta không có đắng nặng thường buộc giống cà phê mạnh hơn và có khả năng chịu khí hậu tốt hơn phải đứng thứ hai sau Arabica. Thứ hai là giống Arabica tự nhiên không chứa caffeine.
Nuôi dưỡng tế bào thực vật kết hợp với quá trình tiến trình hóa tự nhiên tăng tốc
Trong cả hai trường hợp, Amatera đang sử dụng nuôi cấy tế bào thực vật (nuôi cấy tế bào thực vật trong ống nghiệm thay vì trồng cây trưởng thành trong nước hoặc đất) để phát triển các giống của mình, tạo ra biến thể di tự phát triển bằng cách sử dụng các phương pháp vật lý và hóa học, không phát triển việc chỉnh sửa gen hoặc phương pháp truyền bá. Kỹ thuật GM, Dekkiche nói với AgFunderNews .
“Công việc kết hợp nuôi cấy tế bào thực vật in vitro với quá trình tiến hóa tự nhiên tăng tốc độ của chúng tôi là điều mới mẻ vì hầu hết các công ty đều tập trung vào hạt giống hoặc chỉnh sửa gen. Chúng tôi làm việc với các tế bào và sau đó khi có ý muốn thứ yếu, chúng tôi có thể tái tạo một loại cây có thể phát triển trên đồng ruộng.”
Ông nói thêm rằng, hiện tại, nguy cơ đe dọa cà phê đang trở nên béo hơn. Tạo ra một loại cà phê mới mất rất nhiều thời gian, có thể hơn 20 năm. Chúng tôi đang thúc đẩy nhanh việc nhân giống các loại cây lâu năm bao gồm cả cà phê để tạo ra các loại giống mới nhanh hơn nhiều, chiết hạn như cà phê Robusta có hương vị cà phê Arabica. Chúng tôi cũng đang phát triển giống Arabica tự nhiên không chứa caffeine, giúp tiết kiệm rất nhiều thời gian, tiền bạc và năng lượng, vì cách tiêu chuẩn để khử cafein trong cà phê là rửa hạt bằng dung môi hóa học.”
Phương pháp của chúng tôi tập trung vào việc cung cấp tự nhiên hóa hóa của cây cà phê. Thay vì chỉnh sửa gen, chúng tôi cung cấp quá trình tự nhiên hóa bằng cách kiểm soát việc ngăn chặn lượng tế bào ở mức độ cụ thể. Điều này giúp xác định liệu cây cà phê đã thay đổi theo cách chúng tôi mong muốn, có ít hương vị đắng hơn và không chứa caffeine hay không.
“Chúng tôi không phải là người biến đổi gen và chúng tôi không cần phải có sự chấp thuận của cơ quan quản lý để đưa ra thị trường và bán đậu tương tự cho mục tiêu thương mại. Vì vậy, đó là một lợi ích lớn.”
Ông chỉ ra rằng mặc dù có một số loài cà phê tự nhiên không chứa caffeine có khả năng phát triển nhưng chúng không có hương vị hoặc hiệu quả nông học như Arabica.
Sản xuất đầu tiên vào năm 2027
Vậy cho đến nay Amatera đã đạt được tiến bộ gì?
Dekkiche, người đang mở rộng nhóm trong năm nay cùng với các chuyên gia về sinh học tế bào và sinh học phân tử, giải thích: “ Chúng tôi đặt mục tiêu hoàn thành mọi quá trình phát triển ở cấp độ tế bào [trong nuôi cấy tế bào thực vật] vào cuối năm 2024 và sau đó chúng tôi sẽ bắt đầu công việc sản xuất đậu trên đồng ruộng và công việc đó sẽ mất ít nhất hai năm, vì vậy chúng tôi dự kiến sản xuất lần đầu tiên vào năm 2027 .”
Làm thế nào Amatera biết liệu các giống mới đạt được năng suất và hiệu suất như ngành yêu cầu hay không?
Theo Dekkiche: “Chúng tôi biết các gen cam chịu trách nhiệm tạo ra vị đắng hoặc caffeine, vì vậy chúng tôi có thể chọn lọc cao và chúng tôi không nhận thấy những gen này ảnh hưởng đến các khía cạnh khác trong quá trình phát triển của thực vật”.
Ông nói, đối với mô hình kinh doanh, có hai cách tiếp cận. Đầu tiên là cấp phép tương tự cho các nhà kinh doanh cà phê, và thứ hai là phát triển các loại tương tự mới — trải dài từ cà phê đến cacao , chuối và nho — với sự hợp tác của các công ty thực phẩm lớn.
OlsAro: Lúa mì chịu mặn, chịu nhiệt
Được đồng sáng lập vào năm 2013 bởi các nhà sinh học phân tử Henrik Aronsson và Olof Olsson, OlsAro (có trụ sở tại Göteborg, Thụy Điển) đang phát triển nhiều loại cây trồng có khả năng chống chọi với khí hậu hơn bằng cách sử dụng sử dụng AI hỗ trợ đặc tính khám phá.
Angela Tay, cộng tác viên đầu tư cấp cao của AgFunder, cho biết: “ Lúa mì giá cả phải chăng là bằng khóa đảm bảo an ninh lương thực ở nhiều nơi trên thế giới”. Chiến tranh ở Ukraine đã làm gián đoạn chuỗi ứng dụng nên chúng ta cần xem xét các lĩnh vực thay thế để trồng lúa mì và các loại cây trồng khác chắc chắn hơn.
Châu Á có nhiều diện tích đất rộng rãi thích hợp cho trồng ngải. Tuy nhiên, cũng có một dải bờ biển vô cùng dài, nơi mà đất trước đây được sử dụng cho trồng khoai không còn thích hợp làm độ mặn gia tăng. Nhu cầu cấp thiết là phát triển các loài cây trồng có khả năng chịu mặn và đây là một trong những lĩnh vực chuyên môn chính tại OlsAro.
“Chúng tôi cũng rất vui vì họ là một công ty Thụy Điển rất quan tâm đến việc chuyển giao công nghệ đó để ứng dụng ở châu Á.”
Theo Giám đốc điều hành OlsAro, Elén Faxö: “Tôi được mời đến cách đây vài năm để kiếm tiền và tập trung vào khía cạnh thương mại của doanh nghiệp, đảm bảo tài khoản tiền hạt giống giá trị 580.000 euro (620 triệu USD) vào đầu năm 2022 và chúng tôi hiện đang tìm cách huy động 2 triệu euro (2,14 triệu đô la).”
Cô nói thêm rằng chúng tôi đang tìm thấy sự thu hẹp liên tục của các diện tích đất có thể hoạt động ở vùng nhiễm mặn. Điều này có thể dẫn đến hiệu suất thấp hơn hoặc thậm chí chí không có sự tăng trưởng nào. Một phần là lũ lụt và lốc xoáy, nhưng cũng thiếu nước ngọt, nơi nông dân phải mong bằng nước mặn hoặc nước lợ, vì vậy đây là một trường rất lớn có thể tiếp cận được.”
“Ở Bangladesh, mục tiêu hàng đầu của chúng tôi là khôi phục đất hoang để có thể hoạt động trở lại. Chúng tôi đã tiến hành thử nghiệm trong vòng ba năm trên các khu vực nông nghiệp và so sánh với lúa mì chịu đựng mặn vừa Phải. Kết quả cho thấy chúng tôi đã đạt được hiệu suất cao hơn 52%.”
“Vào mùa khô, muối càng đậm đặc hơn, nông dân không trồng ngâm được. Vì vậy, với lúa mì mặn, chúng tôi có thể tạo thêm một mùa vụ nữa. Chúng tôi có một đồng thương mại hợp nhất với một công ty tương tự như trụ sở chính ở Bangladesh, chúng tôi vẫn chưa có mặt trên thị trường vì chúng tôi có quy trình quản lý tiêu chuẩn trước mắt. Chúng tôi cũng đang tham gia các cuộc đối thoại thương mại liên quan đến Pakistan và Oman là thị trường cho các dòng lúa mì chịu mặn và liên quan đến lúa mì chịu nhiệt cho Bangladesh”.
Hai con đường phát triển tùy thuộc vào bối cảnh pháp lý
Mặc dù rất nhiều công việc đã được thực hiện để nghiên cứu về cây trồng chịu mặn , nhưng “không có nhiều lựa chọn thương mại hợp lý đối với lúa mì”, Faxö tuyên bố, ông cho biết OlsAro cũng đang nghiên cứu phát hiện phát triển các loại cây trồng chịu nhiệt tốt hơn và đã được cải thiện. hiệu quả sử dụng, điều này sẽ làm giảm sự phụ thuộc vào tổng hợp phân tích.
Theo Faxö, OlsAro có hai con đường phát triển tùy thuộc vào bối cảnh pháp lý tại các thị trường mà nó khó tới.
“Trước hết, chúng tôi đã phát triển khai một quá trình được gọi là phát triển dây chăm,” cô chia sẻ. “Vì vậy, chúng tôi có một quần áo có thể được xử lý bằng phương pháp gây đột biến EMS, trong đó chúng tôi xử lý hạt giống bằng một chất cụ thể để tạo ra sự đa dạng di truyền rất cao. Chúng tôi có quần thể độc quyền bao gồm hơn 2.000 dòng lúa mì với tốc độ truyền tải đa dạng rất cao. Sau đó, chúng tôi có thể thương mại hóa các dòng chuyển đổi tương tự mới để sẵn sàng lọc trong quần áo của chúng tôi. Từ việc sẵn sàng lọc kiểu hình, chúng tôi biết rằng chúng tôi có đặc điểm [mong muốn].
“Nhưng [trong con đường phát triển thứ hai của OlsAro], chúng tôi cũng có thể [xác định] mã hóa di truyền đã tạo ra đặc tính công cụ này và phát triển các sự kiện di truyền, SNP [đa hình nucleotide đơn hoặc biến thể truyền] cho các công cụ cụ thể mà chúng tôi quan tâm và ngược lại, cũng có thể được chèn vào gen chỉnh sửa thông tin.”
” Công việc này dựa trên cơ sở dữ liệu hệ thống bao gồm thông tin về gen, thực địa và mã dữ liệu. Chúng tôi đã tích hợp các phiên bản trí tuệ để tăng tốc độ phát triển liên tục được xây dựng, ” Faxö giải thích thêm.
“Chúng tôi áp dụng công nghệ máy học để lọc các biến đổi nucleotide (SNP) quan trọng liên quan đến khả năng chịu mặn. Hi vọng chúng tôi sẽ có được SNP đầu tiên về khả năng chịu mặn vào đầu năm tới. Bước tiếp theo sau khi chúng tôi đã hoàn thành phần này là tiến hành chỉnh sửa gen trên các cây giống địa phương xuất sắc,” cô giải thích chi tiết.
” Chúng tôi đang tận dụng công nghệ học máy để tìm kiếm những SNP quan trọng liên quan đến khả năng chịu mặn. Mục tiêu của chúng tôi là xác định những SNP đầu tiên liên quan đến khả năng chịu mặn vào đầu năm tới. Sau trong đó, bước tiếp theo là điều chỉnh gen trên các cây giống địa phương xuất sắc,” cô ấy mô tả chi tiết.
‘Chúng tôi kỳ vọng sẽ tạo ra doanh thu từ năm 2025-2026’
Vậy mô hình kinh doanh của OlsAro là gì và không phải tất cả các công ty tương tự đều đang nghiên cứu khả năng chịu mặn nội bộ sao?
Faxö nói: “Vì vậy, chúng tôi là nhà nhân giống trước hạt giống, vì vậy khách hàng của chúng tôi là các công ty hạt giống”. “Tôi muốn nói rằng mặc dù chưa phải ai cũng đã nhận được các công thức này, ngày càng nhiều người trong số họ bắt đầu nhận ra rằng các công thức này rất lớn.” Ví dụ: đối tác của chúng tôi ở Bangladesh là một đối tác tiếp cận 10 triệu nông dân và họ tập trung vào vùng đất mặn vì đây là một vấn đề lớn ở nhiều thị trường của họ.”
Vậy nghiên cứu của OlsAro về khả năng chịu mặn ở lúa mì có thể áp dụng được cho các loại cây trồng khác không?
Theo Faxö: “Vấn đề là xem xét những gen nào có sự thay đổi và liệu có sự tương đồng về gen bị thay đổi [ở lúa mì] với các loại cây trồng khác hay không, điều này rất có thể xảy ra, đặc đặc biệt là đối với các loại ngũ cốc khác”.
Cô cho biết thêm: “Chúng tôi kỳ vọng sẽ tạo ra doanh thu từ năm 2025-2026. Lý do chúng tôi chưa tạo ra chúng là vì chúng tôi đang trải qua quá trình phê duyệt theo quy định và chúng tôi cũng cần nhân giống và nhân tương tự để có đủ số lượng sản phẩm đưa ra thị trường.”
TĂNG TRƯỞNG: Nhóm tĩnh tập năm 2023
Công cụ tăng tốc tác AgFunder GROW ra mắt vào năm 2019 với mục tiêu hỗ trợ sự phát triển của các công nghệ mới nổi trong lĩnh vực nông sản, đồng thời tăng cường nỗ lực hướng tới sự bền vững.
Đối với nhóm tĩnh tập năm 2023, 10 công ty đã được chọn từ hơn 600 ứng viên để tham gia chương trình kéo dài 20 tuần, với tài khoản đầu tư 100.000 USD cho mỗi công ty từ AgFunder cùng với quyền tiếp cận các nhà đồng đầu thứ tư của AgFunder và mạng lưới của GROW.
Nguồn: AGFUNDERNEWS