Plaguicidas sostenibles para la agricultura
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Durante los próximos cinco años, un grupo de investigación de la Universidad Heinrich Heine de Düsseldorf (HHU) investigará cómo utilizar bacterias para producir un pesticida ecológico. El agente activo procede de una planta, el crisantemo dálmata. El Ministerio Federal de Investigación, Tecnología y Espacio (Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt - BMFTR) financia el proyecto con unos 2,7 millones de euros en el marco de la Estrategia Nacional de bioeconomía.
Los plaguicidas son de vital importancia para garantizar la seguridad alimentaria mundial. Sin ellos, nos enfrentamos al riesgo de una reducción significativa del rendimiento de los cultivos en todo el mundo: es posible que se produzcan pérdidas de entre el 30 y el 80%. Este problema se hace aún más acuciante si tenemos en cuenta que se prevé que la población mundial alcance los nueve mil millones de personas -todas las cuales necesitan alimentarse- en el año 2050.
Aunque los pesticidas son esenciales para la agricultura moderna, la preocupación por sus efectos medioambientales va en aumento, por ejemplo, muchos son perjudiciales para los insectos beneficiosos, incluidas las abejas. Además, los plaguicidas sintéticos más utilizados son ambientalmente persistentes y se bioacumulan en la cadena alimentaria. La expansión de la agricultura agravará estos problemas, por lo que urge encontrar alternativas más seguras y ecológicamente sostenibles.
El grupo de investigación junior dirigido por el Dr. St. Elmo Wilken en el Instituto de Biología Cuantitativa y Teórica de la HHU está trabajando en una de esas alternativas. Su grupo de investigación se centra en el crisantemo dálmata (Tanacetum cinerariifolium), también conocido como piretro dálmata. Esta flor produce biopesticidas naturales, las llamadas piretrinas, que ya se utilizan desde el siglo XVII. Presentan una baja toxicidad para los mamíferos, una rápida descomposición en el medio ambiente y una gran potencia contra las plagas de insectos.
Dr. Wilken: "A pesar de estas ventajas, en la actualidad se prefieren análogos sintéticos menos ecológicos, ya que la producción de piretrina a partir de plantas es bastante más cara. Normalmente, sólo entre el 1 y el 2% de la masa seca de las flores de T. cinerariifolium contiene las valiosas piretrinas. Por consiguiente, su uso agrícola generalizado requeriría el cultivo a gran escala en zonas de clima soleado, un método que no puede competir en costes con la producción sintética".
El grupo de investigación junior "PyreComm" de la HHU, financiado por el BMFTR, trabaja en el desarrollo de un bioproceso escalable, semisintético y sostenible para producir compuestos de piretrina. Los investigadores pretenden utilizar un proceso biotecnológico en el que las bacterias Vibrio natriegens están programadas para fabricar los compuestos.
"Sin embargo, pretendemos repartir la vía biosintética de la piretrina entre múltiples miembros de una comunidad bacteriana. Esto alivia la carga metabólica que supone expresar todo el proceso de producción en una sola célula, lo que hace que el proceso global sea más eficiente y aumente potencialmente la competitividad económica del bioproceso", afirma Wilken.
Mediante el uso de modelos metabólicos avanzados combinados con las últimas tecnologías de medición, pretendemos diseñar las comunidades para maximizar la eficiencia". Las comunidades se cultivarán en biorreactores con materia prima maderera. Wilken: "Esto nos permite cerrar el círculo entre la agricultura y la producción de biopesticidas".
El proyecto de investigación PyreComm recibirá unos 2,7 millones de euros de financiación para desarrollar un biopesticida rentable. Los investigadores esperan que este plaguicida tenga muchas posibilidades de ser aprobado rápidamente en el marco de la estrategia de la UE "De la granja a la mesa", destinada a conseguir alimentos más sanos y sostenibles.
Wilken: "En última instancia, PyreComm contribuirá a ampliar las herramientas de que disponen los bioingenieros para diseñar y construir bioprocesos escalables y económicamente viables. En concreto, nuestro proyecto contribuirá a reducir los daños ecológicos causados por los pesticidas sintéticos".
Plantaciones de crisantemo dálmata (Tanacetum cinerariifolium) en Ruanda, África.
Copyright: Martha Maria Carolina Wilken
Financiación del BMFTR en el marco de la Estrategia Nacional de Bioeconomía
Con la Estrategia Nacional de Bioeconomía anunciada en 2020, el Gobierno Federal pretende realizar la transición de una economía basada en gran medida en materias primas fósiles a una economía circular, basada en mayor medida en recursos renovables y que haga un uso más eficiente de las materias primas. Las directrices y objetivos de la Estrategia de Bioeconomía están orientados a los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) establecidos en la Agenda 2030 de las Naciones Unidas. La bioeconomía desempeña un papel clave en los ODS.
El objetivo de la iniciativa de financiación "Jóvenes investigadores creativos para la bioeconomía", que también financia el proyecto dirigido por el Dr. Wilken en la HHU, es implicar a los jóvenes investigadores en la identificación de áreas de aplicación novedosas y aplicaciones innovadoras para la bioeconomía, en las que el concepto de sostenibilidad se tenga muy en cuenta desde el principio. La intención es generar sinergias entre investigadores jóvenes y consagrados para apoyar a los grupos de investigación noveles a través de retos organizativos y temáticos.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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