У штаті Делавер (США) FMC Corporation працює над новими гербіцидами для контролю резистентних бур’янів, а NAPIGEN розвиває редагування мітохондріальної ДНК рослин для підвищення стійкості та врожайності культур.
Про це повідомляє сайт Аграрії разом з посиланням на Agropages.
Делавер, де агросектор є однією з базових галузей економіки, позиціонується як майданчик для низки агроінновацій — від рішень для тваринництва до розробок у рослинництві. У фокусі матеріалу — дві технологічні лінії: нові гербіциди FMC проти стійких бур’янів і підхід NAPIGEN до редагування мітохондріальної ДНК для поліпшення культур.
FMC: нові діючі речовини та підхід до резистентності
У FMC Corporation повідомляють, що одним із найгостріших викликів для фермерів залишається гербіцидна резистентність. За словами виконавчого віцепрезидента та CTO FMC Севи Ростовцева, у дослідницькому центрі Stine Research Center (Ньюарк) компанія зосереджує частину робіт на вирішенні цієї проблеми «принципово новими способами».
Першою з двох згаданих розробок є Dodhylex active — сполука, яку в матеріалі названо першим гербіцидом із новим механізмом дії (MOA) «за понад 30 років». У FMC зазначають, що рішення має допомагати контролювати бур’яни, які вже набули стійкості до наявних MOA, а також підтримувати кліматично орієнтовані практики, зокрема direct-seeded rice (DSR) — прямий висів рису.
У матеріалі наголошується, що виробництво 1 кг рису потребує 3 000–5 000 л води, а DSR розглядають як метод, що «суттєво знижує» водоспоживання та викиди парникових газів у виробництві рису. Водночас одним із обмежень DSR названо вищий тиск бур’янів, що може призводити до втрат урожаю; у FMC вважають, що нові технології на кшталт Dodhylex active можуть допомогти зробити таке виробництво більш сталим та ефективним.
Друга розробка — rimisoxafen, який описано як інноваційний гербіцид із подвійним механізмом дії, що одночасно впливає на два життєво важливі біологічні шляхи у бур’янів. У компанії стверджують, що поєднання двох MOA в одній молекулі ускладнює формування резистентності, може зменшувати загальне використання гербіцидів і дає додатковий інструмент для таких культур, як кукурудза та соя.
Окремо зазначено, що Herbicide Resistance Action Committee (HRAC) надав молекулі rimisoxafen першу у своїй історії класифікацію як засобу з подвійним механізмом дії.
Серед проблемних бур’янів у матеріалі згадується Palmer amaranth (амарант Палмера), який, за словами Ростовцева, є одним із найбільш економічно шкідливих для виробників, оскільки «розвинув резистентність до восьми різних механізмів дії гербіцидів». У FMC підкреслюють, що подвійний MOA rimisoxafen створює вищий бар’єр для розвитку резистентності порівняно з однокомпонентними (single MOA) рішеннями. Заявлені культури застосування — broadacre посіви: кукурудза, соя, зернові, зернобобові, соняшник; також зазначено контроль «проблемних і резистентних дводольних бур’янів».
Феромонні рішення FMC: мікрокапсуляція для тривалішої дії
Крім гербіцидів, у матеріалі описано технологію керування шкідниками Sofero pheromone solutions. Її принцип — зниження чисельності шкідників через використання їхніх власних феромонів для порушення циклу спаровування і запобігання розмноженню.
Зазначається, що ключовим елементом є мікрокапсуляція, розроблена в Stine Research Center: вона забезпечує повільне вивільнення феромонів у часі, що має давати фермерам довший захист від шкідників.
NAPIGEN: редагування мітохондріальної ДНК і гібридні культури
Біотехнологічна компанія NAPIGEN розвиває напрям genome engineering, зосереджуючись на методах підвищення стійкості та врожайності поширених культур, зокрема рису та пшениці. У матеріалі йдеться, що команда використовує запатентоване редагування мітохондріальної ДНК у клітинах рослин, щоб у перспективі отримати:
- поліпшене виробництво гібридного насіння;
- вищу стійкість до посухи та теплового стресу;
- кращий контроль шкідників;
- «самофертилізуючі» рослини, які можуть зменшити потребу в традиційних азотних добривах.
За словами співзасновника і CEO NAPIGEN Хаджіме Сакая, багато компаній і академічних лабораторій виконують базове редагування генів, однак NAPIGEN фокусується на «універсальному редагуванні» саме мітохондріальної ДНК, що, за його словами, «не робить ніхто інший, наскільки відомо компанії».
У матеріалі також пояснюється роль гібридизації: культури, вирощені з насіння, що поєднує ДНК двох різних рослин, можуть давати більші врожаї завдяки явищу гібридної сили (hybrid vigor) і краще переживати стресові умови, зокрема посуху. Зі слів Сакая, гібридний рис і пшениця в середньому можуть давати на 15% більше.
NAPIGEN повідомляє, що компанія перейшла від досліджень до представлення першого прототипу рисових рослин, а далі планує роботу з пшеницею. Також зазначено, що підхід потенційно може бути застосований до інших культур, включно з канолою, бавовником, овочами та декоративними рослинами.
Проєкт із азотфіксації: ставка на мітохондріальну ДНК
Окремий напрям — шестирічний проєкт NAPIGEN зі створення азотфіксуючих культур. У матеріалі пояснюється, що нині деякі рослини мають на коренях бактерії, які перетворюють азот із повітря на доступне живлення. Компанія планує вставити гени азотфіксації безпосередньо в мітохондріальну ДНК рослини, щоб зменшити потребу в азотних добривах у ґрунті.
Сакай зазначає, що це складне завдання, оскільки може йтися приблизно про 10 різних генів. Мотивацію проєкту в матеріалі пов’язують із тим, що азотні добрива є значним джерелом закису азоту (N2O), який названо парниковим газом, що сприяє зміні клімату.
Що це означає для агровиробників
- Для систем захисту: нові MOA та подвійний MOA позиціонуються як інструменти для роботи з резистентними бур’янами, зокрема в широкомасштабних посівах (кукурудза, соя, зернові, зернобобові, соняшник).
- Для рисівництва: у матеріалі Dodhylex active пов’язують із підтримкою DSR, де ключовим викликом є підвищений тиск бур’янів.
- Для селекції та насінництва: підхід NAPIGEN до редагування мітохондріальної ДНК спрямований на гібридні культури, стійкість до посухи/спеки та потенційне зниження залежності від азотних добрив у разі успіху проєкту з азотфіксації.
«This breakthrough solution helps farmers manage weeds that have developed resistance to existing MOAs while supporting climate-smart practices like direct-seeded rice, or DSR», — зазначив CTO FMC Сева Ростовцев про Dodhylex active.
«But we focus on versatile editing of what’s known as the mitochondrial DNA, which isn’t being done by anybody else, as far as we know», — сказав співзасновник і CEO NAPIGEN Хаджіме Сакай.
«It’s a difficult process, because we may be working with about 10 different genes», — пояснив Сакай, коментуючи проєкт зі створення азотфіксуючих культур.